¿Los ingenieros eléctricos usan microcontroladores? [cerrado]

P: ¿Los ingenieros eléctricos usan microcontroladores?

Sí. Absolutamente. Desde simples juguetes hasta complejos procesos de fabricación y robots. No es una habilidad que te haga daño saber. Aprende tanto sobre ellos como puedas.

Este trabajo en particular puede que no, pero el producto probablemente incluya un microcontrolador y quizás sea controlado por un sistema integrado más poderoso.

Tenga en cuenta que menciona "solución de problemas" (pero no escritura) "firmware".

También es posible que esta descripción del trabajo haya sido escrita por alguien (por ejemplo, una persona de recursos humanos) que realmente no entiende el proceso de ingeniería.

En las empresas más grandes, las personas tienden a especializarse, y es posible que tenga una persona analógica que realice el diseño de alto voltaje y el diseño de control, y una persona de firmware que realice el firmware de control de bajo nivel, y tal vez un equipo completamente diferente que desarrolle una GUI y un toque controlador de panel. En un dispositivo de seguridad crítico regulado como un desfibrilador, es probable que tenga un ingeniero de sistemas que defina las especificaciones que deben cumplirse y las interfaces entre las áreas de responsabilidad.

Para la velocidad, el bajo costo, los paquetes más pequeños, la mayor confiabilidad (debido a la menor cantidad de conexiones) y las soluciones más fáciles de mantener. Incluso si escaneas en este sitio web verás muchas preguntas donde alguien está siendo demasiado complejo, algunas personas le preguntan automáticamente al póster "¿por qué no usas un microcontrolador)?

La definición de EE es algo flexible. Si tiene un título de EE en una universidad importante, puede o no tener experiencia con la programación y los microcontroladores. Muchos programas de EE no requieren cursos de programación. Esta es una razón por la que muchos ingenieros están eligiendo Re Ingeniería de Computación en lugar de EE porque se ubican en la barrera entre el diseño de hardware y el diseño de software.

Los microcontroladores pueden permitir ciclos de diseño más cortos y de menor costo para la misma funcionalidad para muchos diseños. Hay algunas cosas que se deben hacer en el mundo analógico y otras que se deben hacer en el digital, pero en general cuando se trata de microcontroladores, la decisión no es si se puede hacer, sino si se puede hacer mejor, más barato. , más rápido, u ofrecer más funciones y rendimiento que un diseño sin microcontrolador.

Un EE que no esté familiarizado con los microcontroladores y no los utilice, se limitará a sí mismo, pero si tienen una gran profundidad en el mundo analógico, o prefieren trabajar en equipos grandes en los que otros pueden hacer lo micro, lo harán. muy bien donde se necesita su experiencia y enfoque.

Muchos EE utilizan microcontroladores, pero hay muchos que no, como los que se especializan en diseño analógico, ingeniería de RF, ingeniería de potencia, etc.

Pero creo que la mayoría de los EE que hacen diseño digital en estos días también incorporan microcontroladores en sus diseños, simplemente porque ahorra mucho hardware en la mayoría de los casos y hace que el diseño sea más flexible. (Otra forma de minimizar partes y mantener un diseño más fácil de cambiar es usar FPGA, que requiere un tipo diferente de programación llamada VHDL). Como se verá más adelante, se involucrará o no mucho con la programación de estos mirocontrollers. sobre el tamaño de la empresa y su organización.

Idealmente, un EE que haya obtenido una licenciatura en EE también ha tomado al menos algunos cursos de programación. Lo más probable es que uno o más de estos hayan incluido C, que se utiliza para la mayoría de la programación integrada en microcontroladores. Si no es así, es relativamente fácil elegir C por cuenta propia, aunque si nunca has programado, habrá algunos obstáculos que superar.

Sin embargo, IMO es mucho más fácil para un EE aprender a programar que para que un programador aprenda a trabajar con hardware. En este último caso, no creo que la mayoría de los especialistas en CS puedan aprender por su cuenta el diseño digital o analógico sin ningún curso formal, pero deberían poder aprender a leer esquemas, usar un multímetro y un osciloscopio, y quizás un analizador lógico.

Como han mencionado otros, si uno sabe que está interesado en la programación y el diseño integrados, un título en CE podría ser una buena opción. Dudo que obtendrás tanta teoría básica de EE como la que obtendrías tomando solo una especialización en EE, por ejemplo, habría menos énfasis en el diseño analógico. Cuando obtuve mi BSEE, los grados CE no existían todavía, así que seguí adelante y obtuve un título de MSCS por la noche mientras trabajaba en mi primer trabajo (y dejé que la empresa pagara mi matrícula y mis libros).

Sorprendentemente, trabajar con dispositivos integrados implica un poco de circuitos analógicos para interactuar con el mundo exterior. También uno se involucra en el diseño de la fuente de alimentación. Uno de los productos en los que participé tenía 9 rieles de voltaje diferentes (-6.1, 1.8, 2.5, 3.3, 3.6, 4.1, 5.0, 9.6 y 12), varios de ellos para una pantalla LCD.

En cuanto a la descripción hipotética de su trabajo, en las empresas más pequeñas es como una nueva empresa, como el ingeniero solitario que he hecho todos estos roles para un solo proyecto: escribió la especificación, diseñó el circuito, tanto digital como analógico. creó un BOM (lista de materiales), ordenó piezas de Digi-Key y Mouser, presentó la PCB con Eagle, ordenó las PCB, depuró el hardware cuando regresó de la casa de ensamblaje, escribió un firmware en C para probar más el tablero y luego escribí el firmware de producción en C. También escribí la documentación necesaria para la FDA (este fue un dispositivo médico) y proporcioné soporte para el campo. Entonces, en este caso, fue muy útil para mí tener antecedentes tanto en EE como en CS.

Pero en muchas compañías, estos roles se pueden dividir entre varios ingenieros: lo más probable es que el diseño del hardware sea realizado por uno o más ingenieros, el diseño de PCB por otro y la programación y prueba por un tercer grupo. En este último caso, como se mencionó anteriormente, el programador, para probar su firmware, debería tener una conexión a tierra básica en electrónica. Pero el diseñador de hardware, además de tener que saber cómo incorporar el microcontrolador en el diseño (que no es una tarea trivial, la mayoría de las hojas de datos del microcontrolador tienen una longitud de cientos de páginas), puede que no se involucren en el firmware. Sin embargo, al comienzo del diseño, es probable que los diseñadores de hardware y los programadores de firmware pasen un poco de tiempo juntos haciendo concesiones que minimicen el hardware requerido al mismo tiempo que hacen que el diseño sea tan fácil para el usuario. programadores para tratar.

Sí, los EE utilizan microcontroladores.

La raza humana produce más de 20,000,000,000 / año [1], aproximadamente 40 veces más que los microprocesadores. Alguien está diseñando, probando, depurando y mejorando sistemas y productos usando esas MCU; muchos se utilizan en productos diseñados por equipos que incluyen EE.

AFAICTO a un Reino Unido, una tendencia es que los EE se conviertan en desarrolladores de software integrado, o que entrenen para ser también desarrolladores de software integrado. Así que podrías estar por delante de esa tendencia de EE de todos modos. Es posible que desee considerar la posibilidad de especializarse en desarrollo integrado si estudia la universidad, o si busca empleo en el reclutamiento de 'Desarrolladores de software integrado', para tener una mejor idea de qué habilidades son útiles.

Al menos una compañía grande y famosa del Reino Unido ha dicho que el ciclo de vida del desarrollo del producto se mejoraría al tener más, incluso mejores, desarrolladores de software integrados. Sospecho que esto es cierto para muchas otras compañías en todo el mundo.

[1] IIRC eran una cifra para 2011. Intentaré encontrar mi fuente original de referencia. Fue muy difícil obtener números actualizados, y eso fue lo más actualizado que he encontrado. Creo que eso fue un valor de una encuesta de la industria realizada por uno de los analistas del mercado. En ese caso, puede haber sido aproximado, tal vez derivado al tomar, digamos, los 10 principales fabricantes, leer e interpretar sus informes anuales y escalar para las estimaciones generales de los ingresos del sector.

Alternativamente, puede haberse derivado al observar productos enviados en varios sectores y extrapolar. Por ejemplo, AFAIK, cada teléfono móvil contiene al menos un MCU, las cámaras digitales tienen uno, los reproductores de música tienen uno, los televisores tienen uno, los juegos de ayuda manual tienen uno, los enrutadores inalámbricos tienen uno, los autos tienen un promedio de 17 (IIRC), etc. Si hay una cifra para los volúmenes de productos en grandes sectores, entonces podría ser "triangulada" de esa manera.

Creo que ST reclamó más de 1B ARM MCU, o 2B MCU, y no son los más grandes, y hay muchos jugadores grandes, por lo que creo que el valor es probablemente realista ahora. También creo que parece que algunos comunicados de prensa para fabricantes individuales dicen más de 1B partes / año, por lo que creo que es plausible.

¡Sí!

Programar e interactuar con los microcontroladores puede ser una de las principales responsabilidades de un ingeniero eléctrico.

Los microcontroladores representan un punto medio para los ingenieros y programadores. Crear el firmware adecuado requiere no solo un buen conocimiento de la programación, sino también un conocimiento práctico de la electrónica que interactuará con el programa en el microcontrolador.

La descripción del trabajo que publicaste no parece estar relacionada con el diseño, específicamente. Suena más como si te pusieran en una posición de prueba y solución de problemas. Esto sigue siendo una tarea que un ingeniero eléctrico haría sin embargo.

Por lo general, aprender un microcontrolador no es suficiente y un microcontrolador no es adecuado para todas las aplicaciones (industrial, didáctica, ...). El aprendizaje de un microcontrolador puede requerir mucho tiempo y es posible que el microcontrolador no se genere después de algunos años. una habilidad y no es la principal de EE. Pero esta habilidad es necesaria para todos los ingenieros electrónicos.

Sí, el sistema integrado (hardware, circuito y software para conducirlo) es estándar en los cursos de educación a nivel técnico y universitario.

Ejemplo: UTAustinX: UT.6.01x Sistemas integrados - Información del curso

¡Sí, y sí! He hecho el trabajo descrito por tu publicación (casi con seguridad no para el mismo cliente) y muchos similares. Será mejor que creas que el desfibrilador tenía un microordenador (pedantes: soy totalmente consciente de la diferencia; simplemente no le doy mucha importancia en este contexto).

Soy un SWE con un pie en EE; Hay tantos como EE con un pie en SWE. Siéntate en cualquier parte del espectro que más te convenga. Cualquier producto más inteligente que un martillo (y tal vez algunos de ellos) tiene un controlador programable. Puede ser una MCU, una micro-computadora o una placa madre de escritorio completa, dependiendo de qué / cuánto necesita hacer. Algunos instrumentos de laboratorio como las HPLC que administran y reducen una gran cantidad de datos y tienen que presentar una interfaz gráfica de usuario compleja para el usuario (cada una de las tareas puede ser muy intensiva en cómputo) caería en esta última categoría. El desfibrilador portátil que usa un equipo de ambulancia o el departamento de emergencias se ubicaría en algún lugar en el medio. Una cadena de luces navideñas podría tener el MCU más pequeño y barato, si es que tiene alguno.

Sus habilidades de programación no se perderán si así es como quiere gastar su carrera. Sin embargo, tenga en cuenta que, si bien un conjunto completo de habilidades de EE, SWE y las habilidades de xxxE serán muy útiles, es casi seguro que se especialice (o se enmarca en :-() como uno de ellos como primario.

Obtuve un título en Administración de Ingeniería (porque era el más cercano (¡no estoy cerca!) adecuado para SWE que tenía disponible para mí en ese momento) sabiendo muy bien que apestaba mucho en la gestión de personas, lo habría odiado y correr gritando por cualquier intento de ponerme en la silla de un gerente. ¡Pero! (y siempre hay 'pero', ¿no es así?) un BS en EM vino con al menos un curso de 101 niveles en Física, Mecánica, Química, Matemáticas (mucho más que un 101, por supuesto), Programación (un Algunos de los cuales enseñé o enseñé, o simplemente lo fastidié con, Electrónica, Computación analógica, y más. También me hubieran servido bien con un par de cursos de ciencias de la vida, si me los hubieran ofrecido, aunque no estoy seguro de que yo o la universidad lo supiéramos en ese momento.

Pero, en definitiva, y, por último, lo que quiero decir es que una educación de amplio espectro puede llevarte a muchos lugares donde uno altamente especializado podría no hacerlo (y, sí, viceversa). Mis 101 niveles me pusieron en una posición para saber lo que no sabía pero necesitaba, y para hacer preguntas útiles a los brillantes especialistas cuyo trabajo, yo y mis compañeros de trabajo, estábamos incorporando en productos cada vez más inteligentes y, a veces, sin imaginación. .