Çevik Yetenek, Gömülü Sistem Tasarımı için Cevap mı?

Hesap makinelerinden arabalara, gömülü sistemler baktığımız her yerdedir. Bu makaleyi okurken, kullandığınız cihaz, metin görüntülemek ve komutlarınıza tepki vermek için - bir donanım parçası içinde bir amaca hizmet eden ve iç içe geçmiş yazılımlarla karakterize edilen - düzinelerce sisteme güvenir. Gömülü sistemlerin hem bireyler hem de tüm endüstriler için günlük yaşam için temel olduğunu söylemek güvenlidir.

Gömülü sistem tasarımı, “Nesnelerin İnterneti”nin (IoT) yükselişiyle daha da hayati ve yaygın hale geldi. IoT, gömülü sistemler tarafından desteklenmektedir ve kapsamı hızla genişlemektedir.

McKinsey & Co. tarafından yayınlanan 2013 tarihli bir araştırma, 2020 yılına kadar yaklaşık 30 milyar nesnenin IoT'ye bağlanabileceğini tahmin ediyor. Boston Consulting Group tarafından 2017 yılında yürütülen bir araştırma, şirketlerin yalnızca 2020'de IoT uygulamalarına ve altyapısına 250 milyar doların üzerinde harcama yapmaya hazır olduğunu ortaya koydu. Bu tür tahminler nihayetinde hedefi kaçırsa da, IoT'nin hem işletmeler hem de tüketiciler için gelecekteki önemi kesin görünüyor.

IoT'nin tüketiciler üzerindeki önemli etkisi ve büyük ekonomik potansiyeli göz önüne alındığında, gömülü sistemler tasarlama ve geliştirme yeteneğine sahip en iyi mühendislerin yüksek talep görmesi şaşırtıcı değil. Ancak bazı sektörlerde, IoT'nin getirdiği değişiklikler, şirketlerin bu tür yetenekleri işe alma ve şirket içi ekipler oluşturma yeteneklerini geride bırakıyor.

Bu sorun, yazılım geliştirme ve makine öğrenimi ve yapay zeka gibi alanlardan ziyade, geleneksel olarak donanım ve ağır makinelere odaklanan endüstrilerde özellikle akuttur. Ayrıca, bu endüstriler genellikle ABD'nin Doğu ve Batı kıyılarındaki teknoloji merkez üssünden uzakta bulunur ve bu da iş piyasasındaki en iyi yetenekleri yüksek teknolojili Silikon Vadisi alternatifleri yerine onları seçmeye ikna etmeyi daha da zorlaştırır. Bu endüstrilerin gömülü sistemlerde uzmanlar tutma ihtiyacı hiç bu kadar büyük olmamıştı ve artacak.

Bu endüstrilerin gömülü sistemlerde uzmanlar tutma ihtiyacı hiç bu kadar büyük olmamıştı ve artacak.

Bu makalede, temel olarak uzman serbest çalışanlar olarak tanımlanan çevik yeteneğin, bu endüstrilerin gömülü sistemlerin giderek artan öneminin ortaya çıkardığı zorluklara başarılı bir şekilde uyum sağlamasını sağlayabileceğini göreceğiz. Örnek olarak otomotiv endüstrisini kullanarak, çevik gömülü sistem geliştiricileri kullanmanın önündeki başlıca engellerden bazılarını ve bunların nasıl üstesinden gelinebileceğini anlayacağız.

Çevik Gömülü Sistem Geliştirme – Zorluklar ve Çözümler

Gömülü sistem geliştirme uzmanlığı oluşturmak isteyen şirketlerin karşılaştığı en büyük zorluklardan ikisi - doğru yeteneği bulmak ve yeteneği yer değiştirmeye teşvik etmek - şirket içinde veya uzaktan çalışabilen çevik mühendislerin kullanımıyla çözülebilir.

Yetenek Eksikliği

Gömülü sistem mühendisleri yetersizdir. Halihazırda işgücünde bulunan gömülü sistem geliştiricilerinin sayısı hakkında ampirik tahminler yapmak zor olsa da, bu tür yeteneklere yönelik taleple ilgili çeşitli veriler, gömülü sistem pazarının göreceli büyüklüğü hakkında bir fikir vermektedir.

Çalışma İstatistikleri Bürosu, 2016 yılında, bilgisayar donanımı mühendisliğinde 74.000 iş yerine yazılım mühendisliğinde kabaca 1,3 milyon iş olduğunu tespit etti. Bir istihdam arama motoru olan Indeed üzerinde temel bir arama, uygulama geliştirmede yaklaşık 63.000 açık pozisyona karşılık gömülü sistemlerde kabaca 12.000 pozisyon sağlar. Bunlar son derece kusurlu metrikler olsa da, gömülü sistem pazarının geleneksel yazılım mühendisliğinin gölgesinde kaldığını öne sürüyorlar.

Gömülü sistem uzmanlarının eksikliği, en azından kısmen eğitimle açıklanabilir. New York Üniversitesi'nde emekli bir profesör olan Robert Dewar, 2014 tarihli bir makalesinde, bilgisayar bilimleri bölümlerinin, ileri matematik, ekip çalışması, büyük resim sistemlerini anlama ve çok çeşitli programlama dilleri bilgisi gibi temel becerilerin önemini vurgulamadığını savundu. gömülü sistem geliştirme.

Yetersiz eğitimle, en iyi gömülü sistem geliştiricileri ile diğerleri arasında önemli bir boşluk vardır. Toptal'da gömülü sistem mühendisi ve Intel'de uzun süredir yazılım mimarı olan Marcos Oviedo, deneyimlerine göre, birçok mühendisin başarılı gömülü sistem tasarımı için gerekli olan donanım ve yazılım geliştirme uzmanlığının karışımından yoksun olduğunu söylüyor. Çevik yeteneği kullanmanın şirketlere bu soruna bir çözüm sunabileceğini söylüyor.

Özellikle uzaktan yetenek, şirketlerin çok çeşitli becerilere sahip derin bir yetenek havuzuna erişmesini sağladığı için önemli faydalar sağlayabilir: "İyi, olgun yazılım geliştirme uygulamaları [donanım uzmanlığı ile birlikte] sunabilmek kaliteyi artıracaktır. ürünün, "diyor Oviedo. "Bu kesinlikle uzak yeteneklerin masaya getirebileceği bir şey."

Konum, Konum, Konum

Teknoloji dünyasının çoğu ABD'nin Doğu ve Batı kıyılarında yoğunlaştığından, en iyi teknoloji yeteneklerini başka yerlerde çalışmaya ve yerleşmeye motive etmek zor olabilir.

Bu sorun, her türden teknoloji yeteneğine ihtiyaç duyan şirketler için geçerli olsa da, özellikle gömülü sistemler gibi alanlarda yetersiz tedarik arayan şirketler için acildir.

Çevik yetenek, standartlaştırılmış, kullanımı kolay donanım bileşenlerine dayanan projelere anlamlı bir şekilde katkıda bulunabilir.

Çevik yetenek, şirketlerin istedikleri yerde yaşayabilecek en iyi mühendisleri işe almalarını sağlayarak bu sorunu çözebilir. Gömülü sistem mühendislerini yer değiştirmeye ikna etmeye çalışmak için zorlu bir savaşa girmek yerine - ve bu nedenle yalnızca böyle bir hamle yapmak isteyen mühendisleri işe almakla sınırlı kalmak - şirketler her yerden çalışan yetenekleri işe alabilir. Bu, eldeki iş için en iyi mühendisleri işe almanın önündeki büyük bir engeli ortadan kaldırır ve şirketleri gömülü sistemlerde hızlı ve başarılı bir şekilde uzmanlık oluşturmak için daha iyi donatır.

Artık çevik yeteneklerin çözebileceği bazı temel sorunları anladığımıza göre, şirketlerin bu tür yetenekleri kullanmasını sağlayan koşulları ve bunu daha da zorlaştıran koşulları keşfetmeye dönebiliriz.

Çevik Gömülü Sistem Geliştiricileri Ne Zaman Uygulanabilir?

Bazı gömülü sistem geliştiricileri için uzaktan çalışmak, söylemek yapmaktan daha kolaydır. Bir mühendis, dünyanın herhangi bir yerindeki herhangi bir kahve dükkanının rahatlığında bir mobil uygulama üzerinde çalışabilirken, büyük donanım parçaları için yazılım tabanlı sistemler geliştirmek, söz konusu donanım hakkında derinlemesine bilgi gerektirir; bu, fiziksel olmadan elde edilmesi zor olabilir. donanımın kendisine yakınlık.

Böyle bir yeteneğin ne zaman uygun olduğunu ve ne zaman uygun olmayabileceğini anlamak önemlidir.

Çevik veya uzaktan yetenek uygulanabilir olduğunda: Çevik yetenek, standartlaştırılmış, kullanımı kolay donanım bileşenlerine dayanan projelere anlamlı bir şekilde katkıda bulunabilir. Bu durumlarda şirketler, yerleşik mühendislere, mühendislerin ürünlerini her yerden geliştirmek için değiştirebilecekleri ve kullanabilecekleri donanım özellikleri veya genel Yazılım Geliştirme Kitleri (SDK'ler) sağlayabilir.

Brezilya, Sao Paulo'da yerleşik bir gömülü sistem geliştiricisi olan Flavio de Castro Alves Filho, şirketlerin genellikle kendisine ve ekibine projeleri uzaktan tamamlamak için gerekli araçları sağladığını keşfetti. Örneğin, elektrokardiyogram (EKG) ekipmanı için gömülü sistemler geliştirme üzerinde çalışırken, Filho'ya görevini tamamlamak için gerekli olan birçok temel donanım parçası (dijital dönüştürücüler, mikroişlemciler ve mikro denetleyiciler) sağlandı. Filho, "Son donanıma sahipsek, bu iyi, ancak bu bir gereklilik değil," dedi.

Çevik veya uzaktan yetenek uygulanabilir olmadığında: Tersine, sıkı güvenlik standartları veya özellikle büyük donanım bileşenleri içeren projeler için uzaktan çevik yetenek kullanmak zor olabilir. Serbest çalışan gömülü sistem geliştiricilerinin, çok çeşitli durumlarda uzaktan çalışmalarına izin veren fiziksel alanları ve ekipmanı güvence altına almaları gerekir. Yine de, bu durumlar (aşağıdaki otomotiv vaka çalışmasında daha ayrıntılı olarak incelenmiştir), uzaktan çalışma veya erişilemeyen araçlar için engelleyici derecede büyük çalışma alanları gerektirebilir.

Ayrıca şirketler, belirli "görev açısından kritik" gömülü sistem projeleri için çevik yetenek yerine tam zamanlı mühendisleri işe almayı tercih edebilir. Bu projeler uzun süreler - bazen yıllarca - sürebilir ve o kadar hassas sistemler içerir ki, şirketlerin bunları kesinlikle şirket içinde tutması gerekir.

Brezilya Otomotiv Mühendisleri Derneği Başkanı Hayram Nicacio, araçlardaki kontrol sistemleriyle ilgili olarak şu noktaya değiniyor: “[kontrol sistemlerinin geliştirilmesini] yedi anahtarlı bir kasanın içinde tutmuyorlar; Yedi kasanın içinde, biri diğerinin içinde tutuyorlar.” Bazı durumlarda şirketler, projenin son derece hassas veya özel doğası nedeniyle çevik yetenekleri işe almak konusunda kendilerini rahat hissetmeyeceklerdir.

Bu zorluklar gerçek olsa da, aşağıdaki vaka çalışması bunların aşılmaz olmadığını gösterecektir.

Vaka Çalışması: Otomotiv Endüstrisi

Gömülü sistemlere dayanan ve hızlı teknolojik değişim geçiren eski bir endüstri olarak otomotiv endüstrisi, hem gömülü sistem uzmanlığının gerekliliği hem de bu ihtiyacı karşılamak için çevik yetenek kullanmanın zorlukları hakkında faydalı bir örnek sunmaktadır.

Dijital Arabanın Yükselişi

Temel düzeyde, arabalar her zaman karmaşık gömülü sistem koleksiyonları olmuştur ve karmaşıklıklarının zaman içinde arttığını söylemek büyük bir eksiklik olacaktır. Eski ve modern araç tasarımına kısa bir bakış, bu noktayı gösterir.

1908 ve 1927 yılları arasında üretilen Ford Model T, günümüz standartlarına göre tasarım ve yapım açısından nispeten basittir. Tek bir Model T, makine mühendisleri ve diğerlerinin Ford'un yenilikçi montaj hatlarında bir araya getirdiği yaklaşık 1.500 farklı parçadan oluşuyordu. Modern bir araç, aksine, kabaca 15.000 farklı parçaya sahiptir.

Yine de otomotiv karmaşıklığındaki artış, yalnızca kullanılan parça sayısındaki artıştan değil, kullanılan farklı parça türlerindeki genişlemeden de kaynaklanmıştır. Model T bazı temel elektrik bileşenleri içerse de, öncelikle mekanik parçalar kullanılarak yapılmıştır. Modern bir araç, mekanik, elektrik ve yazılım bileşenlerinin çok daha çeşitli bir karışımıdır. The New York Times'taki 2015 tarihli bir makalenin işaret ettiği gibi, bugün üretilen premium araçlar "100 milyon veya daha fazla kod satırı içeren gezegendeki en gelişmiş makineler arasındadır." Günümüzün araç tasarımları hâlâ büyük ölçüde mekanik bileşenlere ve elektromekanik mühendisliğine dayansa da, giderek yazılım ve bilgi işlem gücüne bağımlı hale geldiler.

Yeni Bir Araba Türü İçin Yeni Tür Yetenek Gerekiyor

Geleneksel olarak elektromekanik sistemlere odaklanan ve şimdi daha gelişmiş yazılım tabanlı teknolojilere geçiş yapan asırlık bir endüstri olarak, otomobil sektöründeki yazılım mühendislerinin göreceli sıkıntısı anlaşılabilir.

Otomobil endüstrisinin, giderek karmaşıklaşan yazılım odaklı geleceği başarılı bir şekilde yönlendirmek için daha fazla gömülü sistem mühendisine ihtiyacı var.

Tarihsel olarak Detroit, Michigan'da bulunan ABD otomobil endüstrisi, en iyi yazılım yeteneklerini Silikon Vadisi'nden uzaklaştırma konusunda da zorluklarla karşı karşıya kaldı. Bu sorun, Alphabet's Waymo gibi yüksek teknoloji şirketleri tarafından otomobil alanına agresif baskınlar yaparak daha da karmaşıklaşıyor. Otomobil şirketleri bu tehdidi çeşitli şekillerde ele aldı. Bazıları yüksek teknoloji endüstrisi oyuncularıyla ortaklık kurarken, diğerleri şirket içinde yüksek teknoloji uzmanlığını başarılı bir şekilde inşa etti. Otomobil endüstrisi, giderek daha karmaşık hale gelen yazılım odaklı geleceği başarılı bir şekilde yönlendirmek için diğer ileri teknoloji uzmanlarının yanı sıra daha fazla gömülü sistem mühendisine ihtiyaç duyuyor.

Çevik Yetenek Zorluklarının Üstesinden Gelmek

Otomobil endüstrisi, çevik gömülü sistem geliştiricilerini kullanırken zorluklarla karşılaşsa da, anlaşılması gereken bir dizi potansiyel çözüm var:

Güvenlik gereksinimleri:

Zorluk: Otomobil endüstrisi, sistemlerin ve bileşenlerin geliştirilme şeklini şekillendiren ISO 26262 gibi katı fonksiyonel güvenlik standartlarına sahiptir. Kesin bir gereklilik olmasa da, bu alandaki gömülü sistem geliştiricilerinin bu standartlara uygun niteliklere sahip olmaları yararlıdır.

Çözüm: ISO 26262'de uygun sertifikaları almak, gömülü sistem geliştiricileri için çok zor değildir ve bir dizi kurs alarak yapılabilir. Ayrıca ISO 26262, demiryolu ve nükleer enerji gibi endüstrilere uygulanması amaçlanan IEC 61508 standardında bulunan temel işlevsel güvenlik ilkelerini takip eder. Otomobil üreticileri ve tedarikçileri, ISO 26262'ye uyumu daha iyi sağlamak için bu diğer alanlarda önceden deneyime sahip gömülü sistem yeteneklerini hedefleyebilir.

Özel uzmanlık:

Zorluk: Araçlar, özellikle karmaşıklıkları göz önüne alındığında, belirli alan uzmanlığı gerektiren birçok bileşene sahiptir. Otomobil endüstrisi, birçok mühendisin uzmanlığa sahip olmayabileceği, kademeli MCU mimarileri, CAN ve LIN iletişimi dahil olmak üzere donanım bilgisi ve tekniklerine bağlıdır. Bu alan uzmanları yetersiz olduğu için, otomobil şirketleri, özellikle projeler aylar hatta birkaç yıl sürdüğünde, benzersiz becerilere sahip bir mühendisin projeyi yarıda bırakacağı korkusuyla serbest çalışanları işe almak konusunda isteksiz olabilir.

Çözüm: Çevik yetenek, örneğin AUTOSAR ve ASPICE üzerine özel kurslar aracılığıyla otomobil endüstrisi tarafından kullanılan bazı sistemlerde özel uzmanlık kazanabilir. Çevik bir mühendis, ilgili bir alanda (örneğin, MCU'lar, FPGA'lar) uzmanlığa sahipse ancak özel olarak otomatik uzayda deneyimi yoksa, bu tür deneyime sahip başkaları tarafından yönlendirilebilir ve rehberlik edilebilir. Ayrıca, bazı çevik mühendisler zaman kısıtlaması olmayabilir ve bazıları için – özellikle sahada çalışmak isteyenler için – bu projeler çekici fırsatlar sunabilir.

Donanım lojistiği/konumu:

Zorluk: Araçlar büyük donanım bileşenlerinden oluşur. Belirli bileşene ve projeye bağlı olarak, otomatik alandaki gömülü sistem geliştiricileri, özel laboratuvar ekipmanına veya geliştirilmekte olan donanıma fiziksel yakınlığa ihtiyaç duyabilir. Bu, otomobil şirketlerini uzaktaki serbest çalışanları değerlendirme dışı bırakmaya zorlayabilir.

Çözüm: Çevik gömülü sistem tasarımcıları, osiloskoplar, multimetreler, CAN, FlexRay, hata ayıklama için LIN araçları, pil hücresi simülatörleri ve ESD test araçları gibi kendi ekipmanlarını ve ayrıca çok çeşitli bileşenleri barındıracak kadar geniş laboratuvar alanlarını edinebilirler. . Uzaktan yapılamayan projeleri içeren durumlarda, seyahat etmeye ve yerinde çalışmaya istekli çevik yetenekler yine de başarıyı yakalayabilir.

Yenilik Yapmanın Bir Yolu Olarak Çevik Gömülü Sistemler Yeteneği

Uzak, çevik yeteneğin kendi içinde tüm gömülü sistem tasarım zorlukları için her derde deva olmayabileceği doğrudur. Aksine, çevik ve uzak gömülü sistem geliştiricilerinin kullanımını zorlaştırabilecek bazı koşulları ve bu zorlukların nasıl üstesinden gelinebileceğini anlamak çok önemlidir.

Çevik yeteneğin getirebileceği maddi olmayan faydaların altını çizmek de önemlidir. Çevik yetenekleri kullanmak sadece şirketlerin sorunları uygun şekilde çözmesine yardımcı olmakla kalmaz, aynı zamanda bir ürünün tasarımı ve başarısı için gerekli olabilecek bir doz yaratıcılık enjekte eder.

Marcos Oviedo bir Silikon Vadisi girişimi için uzaktan çalışmak üzere işe alındığında, şirketin ürünü (basketbolculara topu fileye en iyi nasıl atacaklarını öğretmeye yardımcı olacak bir kafa bandı) prototipi yoktu ve şirketin bunu nasıl yapacağına dair net bir planı yoktu. geliştirmek için. Oviedo, farklı bir kıtadan çalışmasına rağmen, şirketin ilk prototipini temel, kolayca erişilebilen donanım satın alarak ve donanımı diğer cihazlardan başka bir amaca uygun hale getirerek oluşturdu. Bu şirket için, çevik gömülü sistem tasarımı yeteneği, başarılı ürün geliştirmede etkili olduğunu kanıtlayan yenilikçi bir kıvılcım işlevi gördü.

Mekanik kafa bantları, kol saatleri veya arabalar aracılığıyla IoT genişlemeye ve gömülü sistemlere güvenmeye devam edecek. Şirketler gelişmek için gömülü sistem tasarımında akıcılığa ihtiyaç duyacaklar ve çevik yetenek, göz ardı edilmemesi gereken bir kaynağı temsil ediyor.