物聯(lián)網(wǎng)時代,嵌入式工程師該如何轉(zhuǎn)型?

本刊編輯部

引 言

雖然嵌入式系統(tǒng)已經(jīng)有30多年的歷史,但是原來一直是隱藏在背后的,自從物聯(lián)網(wǎng)上升為國家戰(zhàn)略后,嵌入式系統(tǒng)也從后臺走到前臺,成為備受矚目的一部分。

很多學(xué)者和業(yè)界人士都意識到,嵌入式系統(tǒng)將會迎來前所未有的發(fā)展機(jī)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(jìn)步。原來的嵌入式系統(tǒng)是孤立在一個個產(chǎn)品中的獨(dú)立系統(tǒng),而如今在物聯(lián)網(wǎng)時代,這些獨(dú)立的系統(tǒng)要連接成一個大網(wǎng),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(guān)注角度也不能再僅僅局限于技術(shù)、產(chǎn)品,而應(yīng)該樹立廣義的服務(wù)意識,站在更高的角度上統(tǒng)籌嵌入式系統(tǒng)能夠給物聯(lián)網(wǎng)帶來哪些服務(wù)!

專家論道

嵌入式系統(tǒng)聯(lián)誼會秘書長何小慶

物聯(lián)網(wǎng)時代,嵌入式工程師應(yīng)盡快轉(zhuǎn)型

嵌入式工程師轉(zhuǎn)型到物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)有兩種方式:主動轉(zhuǎn)型和被動轉(zhuǎn)型。

主動轉(zhuǎn)型,是指傳統(tǒng)的嵌入式工程師看到物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的大趨勢,主動在企業(yè)內(nèi)部申請參加與物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的新項(xiàng)目開發(fā)工作,或者為企業(yè)出謀劃策,建議企業(yè)將傳統(tǒng)產(chǎn)品轉(zhuǎn)型到物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品。主動轉(zhuǎn)型的嵌入式工程師會非常關(guān)注新的物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)平臺,積極參加物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)技術(shù)研討會,充分利用業(yè)余時間學(xué)習(xí)物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)新技術(shù)和新知識。

被動轉(zhuǎn)型,是指企業(yè)本身看到物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展趨勢,開始著手將產(chǎn)品升級成物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品,由此要求嵌入式工程師參與到物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品開發(fā)之中。

無論是哪種方式的轉(zhuǎn)型,嵌入式工程師只要積極參與到物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)當(dāng)中,努力學(xué)習(xí),就一定能順利地勝任物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)工作。因?yàn)槲锫?lián)網(wǎng)系統(tǒng)本身就是嵌入式系統(tǒng)的自然延伸,嵌入式系統(tǒng)通過增加無線通信、手機(jī)APP和云計(jì)算平臺實(shí)現(xiàn)了物物相連的一個大系統(tǒng)。

當(dāng)然,學(xué)習(xí)物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)知識,掌握物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)所需要的新工具,是必須經(jīng)歷的過程。比如藍(lán)牙和ZigBee通信協(xié)議的相關(guān)知識、Android智能手機(jī)編程技術(shù),這些都是傳統(tǒng)嵌入式工程師以前沒有掌握的技術(shù)。所幸的是,目前高校已經(jīng)開設(shè)了物聯(lián)網(wǎng)專業(yè),培訓(xùn)機(jī)構(gòu)以及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)平臺企業(yè)(比如ST和NXP等)都有不錯的培訓(xùn)課程,許多出版社已經(jīng)出版了大量物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)書籍,互聯(lián)網(wǎng)上有許多很好的物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)視頻教程,開源社區(qū)也有許多開源硬件和軟件,比如Intel Arduino 101和FreeRTOS。

現(xiàn)在,學(xué)習(xí)物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)的基礎(chǔ)條件很好,關(guān)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(xué)習(xí)新技術(shù)的熱情和能力都會有所下降。物聯(lián)網(wǎng)時代已經(jīng)到來,嵌入式工程師應(yīng)盡快實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)型。

太原理工大學(xué)曉明研究室常曉明教授

嵌入式工程師要依靠項(xiàng)目成熟

最近,我與一些學(xué)生進(jìn)行了交流,大家就嵌入式系統(tǒng)工程師這一職業(yè)談了一些看法。歸納起來主要有兩個方面:一是擔(dān)心嵌入式系統(tǒng)工程師的發(fā)展前景;二是嵌入式系統(tǒng)涉及的面太廣,不知該如何學(xué),從而難以堅(jiān)持。

第一,關(guān)于嵌入式系統(tǒng)工程師的發(fā)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(shè)計(jì)到后來的系統(tǒng)設(shè)計(jì),我感到嵌入式領(lǐng)域發(fā)展非常迅速,有許許多多的機(jī)會,同時也充滿了挑戰(zhàn)。有一點(diǎn)感受:嵌入式系統(tǒng)越做越有味兒,幾十年前許多最基本、最基礎(chǔ)的東西不會因器件的迅猛發(fā)展而被淘汰,關(guān)鍵是你要跟隨時代不斷學(xué)習(xí)新東西。在我看來,嵌入式系統(tǒng)工程師前途一片光明。

第二,嵌入式系統(tǒng)涉及的面確實(shí)比純軟件要廣。不但需要具有堅(jiān)實(shí)的數(shù)學(xué)、物理、電路基礎(chǔ)、信號與系統(tǒng)、電子線路等功底,還必須有大量的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),而要得到實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的環(huán)境并不是像做軟件那樣,有臺計(jì)算機(jī)就基本能解決問題。因此,培養(yǎng)一個成熟的嵌入式系統(tǒng)工程師不是一件容易的事情。例如你沒有測試儀器、加工環(huán)境、高人指導(dǎo),確實(shí)不容易理解和掌握硬件系統(tǒng)。從這個意義上講,只有尋找各種機(jī)會鍛煉自己的軟硬件實(shí)力,才能不斷擴(kuò)大自己的知識和技術(shù)面,得到較快的成長,從而胸有成竹地開展嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)。因此,建議嵌入式愛好者要努力實(shí)踐,通過項(xiàng)目提高自己,追隨老手成熟自己。

北京理工大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院馬忠梅副教授

物聯(lián)網(wǎng)時代嵌入式系統(tǒng)需強(qiáng)調(diào)組網(wǎng)能力

物聯(lián)網(wǎng)是物物相連的互聯(lián)網(wǎng),物聯(lián)網(wǎng)感知層依賴嵌入式系統(tǒng)。大量的“物”嵌入了微處理器或微控制器,并要聯(lián)網(wǎng),這是嵌入式系統(tǒng)的又一大機(jī)遇。嵌入式系統(tǒng)需強(qiáng)調(diào)其組網(wǎng)能力,以適應(yīng)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。嵌入式工程師要緊跟潮流,學(xué)習(xí)無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。目前,短距離無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)WiFi、ZigBee、藍(lán)牙都是最基本、最成熟的,具有廣闊的應(yīng)用前景。以前物聯(lián)網(wǎng)多是延續(xù)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的技術(shù),使用ZigBee組網(wǎng),但只能傳小數(shù)據(jù)量。利用WiFi進(jìn)行聯(lián)網(wǎng),無需投資專用的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備,即可使嵌入式設(shè)備直接接入標(biāo)準(zhǔn)的無線局域網(wǎng)。

例如,CC3200是內(nèi)置WiFi功能的無線微控制器,集成了高性能ARMCortex-M4內(nèi)核和WiFi網(wǎng)絡(luò)處理器。我們設(shè)計(jì)了CC3200+安卓手機(jī)的教學(xué)模式,CC3200端負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)采集和通過無線WiFi進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送,手機(jī)端可以使用手機(jī)網(wǎng)絡(luò)調(diào)試助手查看采集結(jié)果,或編寫APP程序以更直觀的方式顯示出來。學(xué)生基于這種教學(xué)思路設(shè)計(jì)了體測儀(可以測跳繩次數(shù)或仰臥起坐次數(shù)),以及噪聲警報器、可調(diào)速定時小風(fēng)扇等。

江南大學(xué)計(jì)算機(jī)系主任柴志雷副教授

嵌入式產(chǎn)品開發(fā)要著眼于服務(wù)

傳統(tǒng)嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn)是通常未接入互聯(lián)網(wǎng)、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(jù)應(yīng)用的需求深度定制嵌入式系統(tǒng)的軟硬件,以獲得最優(yōu)化的效果。進(jìn)入物聯(lián)網(wǎng)時代后,嵌入式系統(tǒng)需要更多的互聯(lián)網(wǎng)化、智能化,功能日趨復(fù)雜,同時應(yīng)用于嵌入式系統(tǒng)的芯片也更為復(fù)雜,從芯片到應(yīng)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(tǒng)的開發(fā)也將會向兩個方向發(fā)展。

一是基于芯片提供特定領(lǐng)域的增值服務(wù)。由于系統(tǒng)的復(fù)雜性導(dǎo)致嵌入式工程師不再具有從底層定制整套軟硬件系統(tǒng)的能力,以及出于對產(chǎn)品開發(fā)周期、成本的考慮,面向最終產(chǎn)品的嵌入式工程師越來越多地希望基于服務(wù)而非基于裸片開發(fā)。另外,由于物聯(lián)網(wǎng)時代嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用場景多樣化,基于芯片的中間件或服務(wù)也呈現(xiàn)多樣化、專業(yè)化,會給開發(fā)特定領(lǐng)域服務(wù)的嵌入式工程師帶來機(jī)會。

二是基于服務(wù)的嵌入式產(chǎn)品開發(fā)。同樣基于前面分析,面向最終產(chǎn)品的嵌入式開發(fā)工程師也將不再直接從芯片裸片開始開發(fā)產(chǎn)品,而是選擇具有良好中間件或服務(wù)等生態(tài)系統(tǒng)的芯片作為產(chǎn)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(jī)上的APP開發(fā)實(shí)際上也是基于服務(wù)的嵌入式系統(tǒng)開發(fā),未來更多領(lǐng)域的嵌入式系統(tǒng)也會逐步采用類似的開發(fā)模式。

網(wǎng)友雜談

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隨著時代的變遷,嵌入式系統(tǒng)從后臺走到了前臺,傳統(tǒng)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(jī)、VR、機(jī)器人、人工智能、工業(yè)4.0等,可以知道相比于傳統(tǒng)嵌入式,如今的嵌入式開發(fā)需要更強(qiáng)的控制器、更大的RAM、更快更安全的網(wǎng)絡(luò)性能,同時需要結(jié)合傳感器和云計(jì)算技術(shù)。顯然,對嵌入式工程師的要求更高了,類似于制造業(yè)產(chǎn)業(yè)升級,我們嵌入式工程師也要升級!

一個永恒的主題是學(xué)習(xí),不管處于哪個層級,只有不斷學(xué)習(xí),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(yùn)動所造成的影響不容忽視,嵌入式工程師在開發(fā)產(chǎn)品時不能像以前一樣封閉,應(yīng)積極融入開源社區(qū),以開放的態(tài)度去學(xué)習(xí)。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(shù)博客,有利于總結(jié)經(jīng)驗(yàn),提高開發(fā)速度。同時由于開發(fā)模式的轉(zhuǎn)變,如今的嵌入式開發(fā)是模塊化的開發(fā),會更便捷、更注重成本和用戶體驗(yàn),所以嵌入式工程師應(yīng)該提高服務(wù)意識,不能只考慮技術(shù)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(xiàn)以服務(wù)為核心競爭力的科技企業(yè)呢?最后,在機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存的今天,嵌入式工程師應(yīng)該多實(shí)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(diǎn)時間沉淀下來,用心做好對社會有價值的產(chǎn)品。

嵌入:yoummiegao

將產(chǎn)品融入物聯(lián)網(wǎng)大網(wǎng),硬件同質(zhì)化,更多的價值體現(xiàn)在后期服務(wù)上,也許會有更多的軟件工作,也許會向系統(tǒng)工程師轉(zhuǎn)型!

嵌入:傅羿

用電視劇老九門的一句臺詞開始:入此門者,當(dāng)放下一切希望!不過切勿理解錯了,不是做嵌入式?jīng)]有希望,而是說,進(jìn)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(fā)了職業(yè)更迭的擔(dān)憂。如今大數(shù)據(jù)、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)火爆異常,應(yīng)該說,一定會給我們現(xiàn)在的生活帶來極大沖擊。所以,嵌入式工程師要順應(yīng)時代的發(fā)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(guān)重要,再智能的軟件也不能缺少一個優(yōu)秀的硬件作為支撐。

今后我們應(yīng)該往智能化方向轉(zhuǎn)型,在硬件和軟件之間找到最佳平衡點(diǎn),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(shè)計(jì)和智能應(yīng)用結(jié)合。至于轉(zhuǎn)型,我看還是有必要的,就叫“新嵌入式”工程師。

編輯觀點(diǎn)

物聯(lián)網(wǎng)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(shù)的同時,盡可能樹立一種服務(wù)意識,小到監(jiān)測身體指標(biāo),大到一個城市的交通系統(tǒng),從而更了解自己所掌握的技術(shù)應(yīng)用其中,最終能夠給用戶帶來哪些服務(wù)和體驗(yàn)。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(shù)水平是否可以實(shí)現(xiàn)。所以這里的服務(wù),并非我們理解的狹義上的服務(wù),而是站在更高層次上的服務(wù),是對大局的服務(wù),這也正是技術(shù)的最終歸宿!