物聯網時代,嵌入式工程師該如何轉型?

物聯網時代,嵌入式工程師該如何轉型?

本刊編輯部

引 言

雖然嵌入式系統已經有30多年的歷史,但是原來一直是隱藏在背后的,自從物聯網上升為國家戰略后,嵌入式系統也從后臺走到前臺,成為備受矚目的一部分。

很多學者和業界人士都意識到,嵌入式系統將會迎來前所未有的發展機遇;同時,嵌入式工程師也意識到,隨著時代變遷,我們自身的意識也要跟著進步。原來的嵌入式系統是孤立在一個個產品中的獨立系統,而如今在物聯網時代,這些獨立的系統要連接成一個大網,安全性和可靠性都上升到了一個新的高度。不僅如此,嵌入式工程師的關注角度也不能再僅僅局限于技術、產品,而應該樹立廣義的服務意識,站在更高的角度上統籌嵌入式系統能夠給物聯網帶來哪些服務!

專家論道

嵌入式系統聯誼會秘書長何小慶

物聯網時代,嵌入式工程師應盡快轉型

嵌入式工程師轉型到物聯網開發有兩種方式:主動轉型和被動轉型。

主動轉型,是指傳統的嵌入式工程師看到物聯網發展的大趨勢,主動在企業內部申請參加與物聯網相關的新項目開發工作,或者為企業出謀劃策,建議企業將傳統產品轉型到物聯網產品。主動轉型的嵌入式工程師會非常關注新的物聯網開發平臺,積極參加物聯網開發技術研討會,充分利用業余時間學習物聯網開發新技術和新知識。

被動轉型,是指企業本身看到物聯網發展趨勢,開始著手將產品升級成物聯網產品,由此要求嵌入式工程師參與到物聯網產品開發之中。

無論是哪種方式的轉型,嵌入式工程師只要積極參與到物聯網開發當中,努力學習,就一定能順利地勝任物聯網開發工作。因為物聯網系統本身就是嵌入式系統的自然延伸,嵌入式系統通過增加無線通信、手機APP和云計算平臺實現了物物相連的一個大系統。

當然,學習物聯網相關知識,掌握物聯網開發所需要的新工具,是必須經歷的過程。比如藍牙和ZigBee通信協議的相關知識、Android智能手機編程技術,這些都是傳統嵌入式工程師以前沒有掌握的技術。所幸的是,目前高校已經開設了物聯網專業,培訓機構以及物聯網技術平臺企業(比如ST和NXP等)都有不錯的培訓課程,許多出版社已經出版了大量物聯網開發書籍,互聯網上有許多很好的物聯網開發視頻教程,開源社區也有許多開源硬件和軟件,比如Intel Arduino 101和FreeRTOS。

現在,學習物聯網開發的基礎條件很好,關鍵在于自身。如果你一直抱著等等看、以后再說的想法,隨著年齡的增加,學習新技術的熱情和能力都會有所下降。物聯網時代已經到來,嵌入式工程師應盡快實現轉型。

太原理工大學曉明研究室常曉明教授

嵌入式工程師要依靠項目成熟

最近,我與一些學生進行了交流,大家就嵌入式系統工程師這一職業談了一些看法。歸納起來主要有兩個方面:一是擔心嵌入式系統工程師的發展前景;二是嵌入式系統涉及的面太廣,不知該如何學,從而難以堅持。

第一,關于嵌入式系統工程師的發展前景。本人從事該方面的工作已有40多年。從最初制作硬件到后來軟件硬件都做,從開始的單體設計到后來的系統設計,我感到嵌入式領域發展非常迅速,有許許多多的機會,同時也充滿了挑戰。有一點感受:嵌入式系統越做越有味兒,幾十年前許多最基本、最基礎的東西不會因器件的迅猛發展而被淘汰,關鍵是你要跟隨時代不斷學習新東西。在我看來,嵌入式系統工程師前途一片光明。

第二,嵌入式系統涉及的面確實比純軟件要廣。不但需要具有堅實的數學、物理、電路基礎、信號與系統、電子線路等功底,還必須有大量的實踐經驗,而要得到實踐經驗的環境并不是像做軟件那樣,有臺計算機就基本能解決問題。因此,培養一個成熟的嵌入式系統工程師不是一件容易的事情。例如你沒有測試儀器、加工環境、高人指導,確實不容易理解和掌握硬件系統。從這個意義上講,只有尋找各種機會鍛煉自己的軟硬件實力,才能不斷擴大自己的知識和技術面,得到較快的成長,從而胸有成竹地開展嵌入式應用系統的開發。因此,建議嵌入式愛好者要努力實踐,通過項目提高自己,追隨老手成熟自己。

北京理工大學計算機學院馬忠梅副教授

物聯網時代嵌入式系統需強調組網能力

物聯網是物物相連的互聯網,物聯網感知層依賴嵌入式系統。大量的“物”嵌入了微處理器或微控制器,并要聯網,這是嵌入式系統的又一大機遇。嵌入式系統需強調其組網能力,以適應物聯網應用。嵌入式工程師要緊跟潮流,學習無線網絡技術。目前,短距離無線網絡技術WiFi、ZigBee、藍牙都是最基本、最成熟的,具有廣闊的應用前景。以前物聯網多是延續無線傳感器網絡的技術,使用ZigBee組網,但只能傳小數據量。利用WiFi進行聯網,無需投資專用的網絡設備,即可使嵌入式設備直接接入標準的無線局域網。

例如,CC3200是內置WiFi功能的無線微控制器,集成了高性能ARMCortex-M4內核和WiFi網絡處理器。我們設計了CC3200+安卓手機的教學模式,CC3200端負責數據采集和通過無線WiFi進行數據傳送,手機端可以使用手機網絡調試助手查看采集結果,或編寫APP程序以更直觀的方式顯示出來。學生基于這種教學思路設計了體測儀(可以測跳繩次數或仰臥起坐次數),以及噪聲警報器、可調速定時小風扇等。

江南大學計算機系主任柴志雷副教授

嵌入式產品開發要著眼于服務

傳統嵌入式系統的特點是通常未接入互聯網、功能相對簡單、采用的芯片資源及性能有限,因此嵌入式工程師有能力,同時也需要根據應用的需求深度定制嵌入式系統的軟硬件,以獲得最優化的效果。進入物聯網時代后,嵌入式系統需要更多的互聯網化、智能化,功能日趨復雜,同時應用于嵌入式系統的芯片也更為復雜,從芯片到應用的深度軟硬件定制已超出嵌入式工程師的個人能力。

因此,嵌入式系統的開發也將會向兩個方向發展。

一是基于芯片提供特定領域的增值服務。由于系統的復雜性導致嵌入式工程師不再具有從底層定制整套軟硬件系統的能力,以及出于對產品開發周期、成本的考慮,面向最終產品的嵌入式工程師越來越多地希望基于服務而非基于裸片開發。另外,由于物聯網時代嵌入式系統應用場景多樣化,基于芯片的中間件或服務也呈現多樣化、專業化,會給開發特定領域服務的嵌入式工程師帶來機會。

二是基于服務的嵌入式產品開發。同樣基于前面分析,面向最終產品的嵌入式開發工程師也將不再直接從芯片裸片開始開發產品,而是選擇具有良好中間件或服務等生態系統的芯片作為產品的平臺。這一趨勢從近年來Arduino受歡迎的程度便可知曉。另外,手機上的APP開發實際上也是基于服務的嵌入式系統開發,未來更多領域的嵌入式系統也會逐步采用類似的開發模式。

網友雜談

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隨著時代的變遷,嵌入式系統從后臺走到了前臺,傳統的嵌入式概念也得到了延伸。了解時下最火的科技名詞,如3D打印、無人機、VR、機器人、人工智能、工業4.0等,可以知道相比于傳統嵌入式,如今的嵌入式開發需要更強的控制器、更大的RAM、更快更安全的網絡性能,同時需要結合傳感器和云計算技術。顯然,對嵌入式工程師的要求更高了,類似于制造業產業升級,我們嵌入式工程師也要升級!

一個永恒的主題是學習,不管處于哪個層級,只有不斷學習,才能緊跟時代步伐。這里想特別說一下開源。如今的世界是開放的,軟件的開源運動所造成的影響不容忽視,嵌入式工程師在開發產品時不能像以前一樣封閉,應積極融入開源社區,以開放的態度去學習。正所謂海納百川,有容乃大。另外,由于知識的爆炸性增長,嵌入式工程師需要重視對知識的管理,所謂好記性不如爛筆頭,多寫技術博客,有利于總結經驗,提高開發速度。同時由于開發模式的轉變,如今的嵌入式開發是模塊化的開發,會更便捷、更注重成本和用戶體驗,所以嵌入式工程師應該提高服務意識,不能只考慮技術問題,要多從客戶、用戶角度思考問題。我曾想,以后會不會出現以服務為核心競爭力的科技企業呢?最后,在機遇與挑戰并存的今天,嵌入式工程師應該多實踐、多思考、多交流,但也不能在浪潮中迷失自我,還是需要花點時間沉淀下來,用心做好對社會有價值的產品。

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將產品融入物聯網大網,硬件同質化,更多的價值體現在后期服務上,也許會有更多的軟件工作,也許會向系統工程師轉型!

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用電視劇老九門的一句臺詞開始:入此門者,當放下一切希望!不過切勿理解錯了,不是做嵌入式沒有希望,而是說,進入嵌入式的門,放下的越多,才會收獲的越多!今天,知識爆炸并不稀奇,但是,卻引發了職業更迭的擔憂。如今大數據、人工智能、物聯網火爆異常,應該說,一定會給我們現在的生活帶來極大沖擊。所以,嵌入式工程師要順應時代的發展潮流,擁抱并融入智能時代的浪潮。自信地說,我們在社會所處的工作位置至關重要,再智能的軟件也不能缺少一個優秀的硬件作為支撐。

今后我們應該往智能化方向轉型,在硬件和軟件之間找到最佳平衡點,將嵌入式也智能化。簡言之,是不是被時代所寵愛,就要看我們怎樣把嵌入式設計和智能應用結合。至于轉型,我看還是有必要的,就叫“新嵌入式”工程師。

編輯觀點

物聯網時代,給嵌入式工程師提供了廣闊的施展舞臺。嵌入式工程師在深鉆技術的同時,盡可能樹立一種服務意識,小到監測身體指標,大到一個城市的交通系統,從而更了解自己所掌握的技術應用其中,最終能夠給用戶帶來哪些服務和體驗。例如,交通處罰由罰車改為罰人,只有工程師才最清楚以目前的技術水平是否可以實現。所以這里的服務,并非我們理解的狹義上的服務,而是站在更高層次上的服務,是對大局的服務,這也正是技術的最終歸宿!