Neue Perspektiven als Embedded-Software-Engineer

Zu den IT-Jobs, die als besonders zukunftssicher gelten, gehört der Embedded-Software-Engineer. Auf Grund der grösser werdenden Bedeutung des Internets der Dinge (IoT) und smarter mobiler Geräte sind gute Fachleute sehr gefragt. Welche Qualifikationen sind dafür notwendig? Welche Chancen eröffnen sich für dieses Berufsbild am Arbeitsmarkt?

Bedeutung von Embedded-Software bzw. Systems

Unter Embedded-Software-Engineering versteht man den Prozess der Steuerung verschiedener Geräte und Maschinen, die sich von herkömmlichen Computern unterscheiden. Daher weichen die Software- und Betriebssystemanforderungen eines Embedded-Systems auch von einem herkömmlichen computerbasierten System ab. Die meisten Internet of Things (IoT)-Produkte sind Embedded-Geräte, die mit dem Internet verbunden sind.

Ein Embedded-System ist ein Computer in einem Gerät mit einer dedizierten Funktion innerhalb eines grösseren mechanischen oder elektrischen Systems. Dabei werden oft vordefinierte Aufgaben mit sehr spezifischen Anforderungen ausgeführt. Fast alles, von Toastern und Taschenlampen bis hin zu Smartwatches, Digitalfernsehern und elektronischen Steuereinheiten in Autos, enthalten Embedded-Software. Im Allgemeinen werden solche Geräte zwar nicht als Computer betrachtet, aber in ihnen liegt eine Software zugrunde, die sie zum Laufen bringt und steuert.

Aufgaben eines Embedded-Software-Engineers

In der Regel entwickeln bzw. partizipieren Embedded-Software-Engineers sowohl an dem Hardware- als auch Softwaredesign. Darüber hinaus berücksichtigen sie die zusätzlichen Einschränkungen im Zusammenhang mit dem Einsatzbereich des Endprodukts. Das heisst, dass ein Code für die Luft- und Raumfahrt-Industrie nicht auf die gleiche Weise entwickelt wird wie für die Multimedia-Industrie.

Aufgaben auf einen Blick:

• Vorgaben definieren
• Entwicklung und Implementierung von Software für eingebettete Geräte und Systeme
• Softwarebausteine (z. B. Treiber) oder komplette Produkte mit Sicherheitsbeschränkungen entwickeln
• Partizipation an der Implementierung einer Software-Architektur
• Unit-Tests von Modulen durchführen und sich um das Debugging kümmern
• Wartung des gelieferten Codes sicherstellen
• Schnittstelle zu Hardwaredesign und -entwicklung
• Berichtswesen

Unterschied zwischen einem Embedded-Engineer und Software-Engineer

Software-Engineers arbeiten sehr ähnlich wie Embedded-Engineers, indem sie codieren, debuggen, testen und die entsprechende Dokumentation schreiben. Im Gegensatz zu Software-Engineers arbeiten Embedded-Engineers weitgehend mit Hardware und müssen häufig ein benutzerdefiniertes Betriebssystem entwickeln oder konfigurieren, das nur für die Hardware und das Speicherabbild des Geräts geeignet ist.

Embedded-Engineers müssen auch die Sicherheit berücksichtigen. Beispielsweise darf das Embedded-System, das für das Bremssystem eines Autos zuständig ist, natürlich nicht ausfallen. Der Beruf des Embedded-Software-Engineers liegt an der Schnittstelle von Software-Engineers und Electrical-Engineers. Aus diesem Grund müssen sich Embedded-Software- Engineers darauf konzentrieren, wie der von ihnen geschriebene Code mit der Elektronik interagiert.

Ausbildung und Voraussetzungen für Embedded-Software-Engineers

Embedded-Software-Engineers verfügen im Allgemeinen einen Abschluss im Bereich Informatik bzw. Elektrotechnik und beherrschen die Themen rund um eine Embedded-Architektur.

Schlüsselqualifikationen auf einen Blick

• C oder C++: Hardwarebezogene C-Programmierung. Dazu gehören Kenntnisse über Prozessoren und Compiler
• Kenntnisse im Bereich von Betriebssystemen: Embedded- Engineers benötigen in der Regel Erfahrung in der Programmierung von Embedded Linux, Windows CE, TreadX, Nucleus RTOS, OSE oder ähnlichen Embedded-Betriebssystemen
• Kenntnisse von Assemblersprachen: Kompetenz in mindestens einer Assemblersprache wie ARM oder x86
• Weitere, ergänzende Programmiersprachen: Rust, Go, Python
• Kenntnisse im Bereich Protokolle: I2C, SPI, UART, LIN, SATA, PCIE, USB, CAN, MOST
• Mikrocontroller/Mikroprozessor-Ökosysteme wie Arduino, Raspberry Pi, Atmel AVR, ESP8266 NodeMcu und PIC10Fxx.
• Speicherverwaltung: solides Knowhow der verschiedenen Arten von Speicher, einschliesslich RAM, ROM und Flash und Entwicklung der Software
• Schaltungsdesign: Leiterplatten, Signalanalyse, Debugging, Montage und Test von integrierten Schaltungen und deren Komponenten, PCB-Analyse- und Design-Software wie Sigrity und Allegro
• CAD-Design: Grundlegendes Hardware-Design mit CAD-Software wie AutoCad oder SolidWorks
• Messung: Erfahrung im Umgang mit digitalen Multimetern, Oszilloskopen, DAQs und anderen Geräten zum Messen, Analysieren und Beheben von Fehlern in elektrischen Systemen
• IoT-Geräte und Frameworks wie Google Cloud Platform, IBM Watson, Azure und AWS
• Datenverarbeitung und -analyse: Fähigkeit, Daten mit Excel, Matlab und Python zu verarbeiten und zu analysieren

Arbeitsmöglichkeiten und Zukunftsaussichten

Mit der zunehmenden Nachfrage nach IoT-Produkten wie beispielsweise Smart-Home-Systeme wird auch in Zukunft mehr Software benötigt. Daher werden Embedded-Software-Engineers auch weiterhin sehr gefragt sein. Das bedeutet, dass sie ein mehr als angemessenes Gehalt erwarten können. Alle Trends zusammen weisen darauf hin, dass Embedded-Software-Engineers auch als Freiberufler tätig sein können.

In diesem hochtechnischen Bereich ohne Kontakte und potenziellen Kunden bei Null zu starten, ist als Freiberufler sehr schwierig. Deshalb ist es angezeigt, zunächst einmal erste Erfahrungen in einschlägigen Unternehmen zu sammeln und ein kleines Netzwerk an potenziellen Kunden aufzubauen. Das bedeutet jedoch nicht, dass man erst zehn Jahre in einem Unternehmen festsitzen muss. Aber zwei bis drei Jahre Erfahrung im Job und in der Branche liefert ein solides fachliches Fundament und bietet viele Gelegenheiten, wertvolle Kontakte zu knüpfen.