Кто такой embedded-разработчик: задачи, навыки и карьерные перспективы

Embedded-разработка — это одна из самых динамично развивающихся и востребованных областей в мире технологий. Встроенные системы окружают нас повсеместно: от смартфонов и умных приборов до автомобилей и медицинского оборудования. В этой статье мы рассмотрим, кто такой программист встраиваемых систем, какие навыки необходимы для успешной работы в этой сфере и какие карьерные перспективы открываются перед специалистами в данной области.

Embedded-разработчик — это инженер-программист, который занимается созданием и оптимизацией программного обеспечения для встроенных систем. Эти системы представляют собой устройства, в которых аппаратное и программное обеспечение тесно взаимосвязаны и предназначены для выполнения специфических задач. В отличие от обычных компьютеров, встроенные системы часто имеют ограниченные ресурсы — процессорную мощность, память и энергообеспечение. Задача Embedded-разработчика — обеспечить максимально эффективную работу программного обеспечения на этих устройствах, учитывая их особенности.

Компания IT-Atlas — это агентство, специализирующееся на подборе высококвалифицированных специалистов в области информационных технологий, включая сферу Embedded-разработки. Благодаря глубокому пониманию технологий и рынка труда, IT-Atlas предлагает индивидуальный подход к каждому проекту, помогая как крупным корпорациям, так и стартапам найти нужных специалистов в области Embedded-разработки.

Embedded программирование находит широкое применение в различных отраслях и сферах жизни, поскольку встроенные системы играют ключевую роль в обеспечении функциональности множества устройств:

• Бытовая электроника: телевизоры, холодильники, стиральные машины, умные колонки, роботы-пылесосы и другие бытовые приборы.
• Автомобильная промышленность: от системы безопасности (например, ABS, подушки безопасности) до мультимедийных систем и системы автономного вождения.
• Медицинские устройства: мониторы для пациентов, устройства для диагностики, имплантируемые устройства (например, кардиостимуляторы) и медицинские роботы.
• Промышленная автоматизация: роботизированные линии, автоматизированные склады и другие сферы.
• Интернет вещей (IoT): функциональность всех устройств, подключенных к интернету.
• Телекоммуникации: маршрутизаторы, мобильные телефоны, спутниковые устройства и оборудование для обработки сигналов.

Embedded программист — это специалист, который должен обладать знаниями в различных областях. Согласно анализу тематических статей, мнения экспертов и вакансии на рынке, ниже представлен список ключевых технологий, которые должен владеть Embedded-разработчик.

Математика необходима для решения алгоритмических задач и оптимизации программ. Физика помогает понимать взаимодействие с аппаратным обеспечением, а знание основ электроники важно для работы с микроконтроллерами, датчиками и другими компонентами встроенных систем.

Embedded-разработчик должен обладать знаниями не только в области программирования, но и в использовании различных типов тестового оборудования для проверки и отладки встроенных систем:

• Мультиметры;
• Оборудование для отладки;
• Логические анализаторы;
• Осциллографы;
• Эмуляторы и симуляторы.

Микроконтроллеры — это маленькие компьютеры на одном чипе, которые включают в себя процессор, память (RAM и ROM), а также периферийные устройства и другие компоненты. Это основа для создания многих встраиваемых решений.

RTOS — это операционная система, предназначенная для использования в реальных временных системах, где важна своевременная обработка данных.
Для Embedded-разработчика знание RTOS важно, так как она позволяет эффективно управлять многозадачностью, временем выполнения, прерываниями и синхронизацией в реальном времени.

Встроенные системы на базе Linux применяются в сетевом оборудовании, промышленной автоматизации, автомобильных системах, IoT-устройствах и многом другом.

Паяльник — важный инструмент, позволяющий работать с аппаратной частью устройств. Он необходим для пайки электронных компонентов, создания прототипов и ремонта печатных плат.

Embedded-разработчик должен обладать прочными знаниями в области программирования, так как работа с микроконтроллерами и встроенными системами требует написания эффективного и оптимизированного кода.

• Алгоритмы и структуры данных;
• Шаблоны проектирования;
• UML (диаграмма состояния, state machine)

C и C++ — основные языки программирования для Embedded-разработчика, так как они позволяют писать эффективный и оптимизированный код, работать с аппаратурой на низком уровне и управлять памятью.

В Embedded-разработке интерфейсы и протоколы используются для обмена данными между микроконтроллерами, датчиками, модулями и внешними устройствами.
Основные интерфейсы и протоколы:

• GPIO;
• UART;
• SPI;
• I2C;
• USB;
• Ethernet;
• Wi-Fi/Bluetooth/Zigbee/NFC/Lora.

Git — это система контроля версий, необходимая для управления кодом, совместной работы и отслеживания изменений. Она помогает предотвращать ошибки и эффективно работать в команде.

Agile — это гибкий подход к разработке, который помогает командам быстрее адаптироваться к изменениям и работать более эффективно. Используется для поэтапного внедрения функционала, тестирования и улучшения продукта.

Английский язык необходим, так как большинство технической документации, спецификаций, форумов и обучающих материалов написано на английском. Кроме того, знание языка упрощает работу с международными командами, участие в open-source проектах и поиск решений на специализированных ресурсах.

Где получить знания

• Университеты и колледжи: разработчик встроенных систем — это инженерная профессия, и для её освоения требуется высшее образование.
• Онлайн-курсы: платформы, такие как Coursera, Udemy, edX, предлагают курсы по Embedded-программированию и различным протоколам связи.
• Книги и ресурсы: книги по программированию на C/C++, схемотехнике, а также материалы по популярным микроконтроллерам.
• Сообщества и форумы: присоединение к онлайн-сообществам, таким как Stack Overflow, Reddit, специализированным форумам помогает обмениваться опытом и решать возникающие вопросы.

Soft skills

Для Embedded-разработчика важны не только технические знания, но и определенные soft skills, такие как:

• Командная работа;
• Коммуникация;
• Проблемное мышление;
• Внимание к деталям;
• Адаптивность и гибкость;
• Управление временем;

Ключевые тренды в области Embedded-разработки отражают развитие технологий и потребности рынка. Несколько актуальных направлений:

• Интеграция искусственного интеллекта и машинного обучения в Embedded-системах: позволяют устройствам работать с реальными данными, принимать решения в реальном времени и улучшать пользовательский опыт.
• Развитие беспроводных технологий: беспроводные технологии, такие как Wi-Fi, Bluetooth, Zigbee и 5G, позволяют создавать IoT-устройства.
• System-on-chip (SoC) решения: используются в мобильных устройствах, автомобилях, медицине и других областях.
• Больше внимания безопасности: встраиваемые системы все чаще подвергаются кибератакам, что делает необходимым внедрение сильных мер защиты.
• Оптимизация потребления энергии: новые разработки направлены на улучшение энергоэффективности, использование низкопотребляющих микроконтроллеров и технологий для продления срока службы аккумуляторов.
• Развитие AR и VR (дополненная и виртуальная реальность): требует создания мощных и эффективных встраиваемых решений, которые могут обрабатывать большие объемы данных и поддерживать высокую производительность.

Проанализировав несколько сайтов по поиску работы можно сделать следующие выводы:

• Embedded – 44 вакансии;
• QA – 167;
• FrontEnd – 160;
• DevOps – 158;
• PHP – 140;
• Python – 138;
• Java – 108;
• .NET – 104;
• Node.js – 101.

Embedded-программисты востребованы в практически каждой компании, которая использует электронику или занимается установкой и обслуживанием различного оборудования. Промышленные предприятия активно автоматизируют процессы производства и управления, что требует обслуживания и настройки соответствующих устройств. Поэтому поиск работы в этой области обычно не занимает много времени. Конкуренция не особо большая, так как специалистов меньше, чем предложений от работодателей.

Медианная годовая зарплата Embedded-специалистов по данным различных стран составляет 77 104 USD, что эквивалентно примерно 6425 USD в месяц. Более высокие доходы наблюдаются у специалистов, работающих в таких областях, как базы данных, DevOps, обработка больших данных, аппаратная часть, блокчейн, безопасность и другие высокотехнологичные направления.

Карьерные перспективы Embedded-разработчиков обширны: с опытом можно перейти на более высокие позиции, такие как старший разработчик, технический директор или архитектор систем. Также возможны переходы в смежные области, например, в IoT, безопасность или DevOps, с развитием дополнительных навыков.

Embedded-разработка — это перспективная и востребованная область с широкими карьерными возможностями. Специалисты, обладающие навыками работы с микроконтроллерами, протоколами и системами реального времени, имеют стабильный спрос на рынке. Для успешной карьеры важно сочетать технические знания с развитым умением работать в команде, адаптироваться к новым технологиям и постоянно совершенствовать свои навыки.