Was macht ein Embedded Systems Engineer?

Als Embedded Systems Engineer oder Entwickler:in für Embedded Systems bist Du an der Schnittstelle zwischen IT und Ingenieurwesen zugange und besonders im IoT-Bereich gefragt. Abseits des Internet of Things wirkst Du oft im Verborgenen, denn die meisten eingebetteten Systeme verrichten ihren Dienst, ohne dass Nutzende etwas davon bemerkt. Aus absichtlich stark limitierten Ressourcen zauberst Du reibungslos funktionierende Lösungen für den speziellen Einsatzzweck. Als Embedded Systems Engineer (andere Jobtitel sind auch Embedded Softwareentwickler:in, Embedded Software Engineer oder Softwareentwickler:in für Embedded Systems) hast Du glänzende Berufsaussichten, die wir uns hier mal genauer anschauen. Zuvor ein paar Worte zu Embedded Systems.

Als Embedded Systems Engineer programmierst Du die Prozessoren, die für die Überwachung, Verarbeitung und Speicherung der Systemdaten einerseits und die Berechnung und Weitergabe von Kommandos an die Hardware andererseits zuständig sind.

Für Privat-, Geschäfts- oder Industriekund:innen entwickelst Du reduzierte, aber wirksame Lösungen, die ihren alleinigen Zweck perfekt erfüllen und bewegst damit oft Großes – denk nur mal an Projekte wie SpaceX, die ohne eingebettete Systeme gar nicht möglich wären. Aber auch im ganz normalen Alltag spielen IoT-Anwendungen eine immer größere Rolle und Du kannst einen entschiedenen Beitrag dazu leisten, die Potenziale vernetzter Systeme in die Praxis umzusetzen. Die Vision "everything that can be connected will be connected" ist mittlerweile pragmatischem Realismus gewichen: Bei der Vernetzung von Dingen steht der Nutzen und ein echter Mehrwert für die Anwendenden im Mittelpunkt.

Dabei startest Du wie sonst auch in der Softwareentwicklung: mit einer Anforderungsanalyse. Anhand dieser konzipierst Du das System und legst die Soft- und Hardwarekomponenten fest. In der Entwicklungsphase setzt Du Prototypen ein, testest fleißig und führst Fehlerdiagnosen durch, bis das System serienreif optimiert ist – Du bist also oft von der ersten Idee bis zum Rollout am gesamten Produktlebenszyklus beteiligt. Mit einer sauberen Dokumentation hältst Du Dein Tun fest.

Die Herausforderung besteht darin, so ressourcenschonend wie möglich und so effizient wie nötig zu entwickeln. Du arbeitest häufig mit einem System ohne Festplatte, ohne Betriebssystem, nicht mal mit einem Bildschirm oder einer Tastatur. Um die Peripherie kümmern sich andere.

In der Regel muss ein eingebettetes System über Echtzeitfähigkeit verfügen. Das heißt, dass Du die Timing-Anforderungen aufnimmst und mit Deiner Programmierung die vorgegebenen Zeitintervalle einhältst, in denen der Aktor, also das von Dir dirigierte mechanische Bauelement, reagieren muss.

Die Digitalisierung und das Internet der Dinge bereiten Dir als Embedded Software Engineer ein riesiges Betätigungsfeld. Das heißt: Du kannst Dir im Prinzip nach Belieben die Branche aussuchen, in der Du arbeiten möchtest. Gerade im IoT-Bereich, in der Automatisierungstechnik, der Industrie 4.0 und dem Maschinenbau spielen eingebettete Systeme eine tragende Rolle. Auch darüber hinaus steht Dir ein breites Spektrum an möglichen Unternehmen, z.B. aus der ITK-Branche, dem Consumer Electronics-Kosmos, der Fahrzeugtechnik oder dem Energie- und Umweltbereich offen. Vom Großkonzern bis zum IoT-Startup steht Dir jedes Arbeitsumfeld zur Verfügung, das zu Dir passt.

Die Spezialisierungsmöglichkeiten im Bereich Embedded Systems sind extrem breit und würden den Rahmen dieses Artikels ganz klar sprengen. Auch wenn am Ende alles auf einen kleinen Mikroprozessor hinausläuft: Du kannst diesen z.B. für "Weißware", also Waschmaschinen, Kühlschränke usw. programmieren und im Consumer-Bereich dafür sorgen, dass der Saugroboter loslegt, wenn seine Besitzer:innen das Haus verlassen oder in der Unterhaltungselektronik TVs, DVD-Player, Spielkonsolen oder Lautsprecher "smart" machen. Auch Telefone sind heute eingebettete Systeme, da das gesamte Telefonnetz computergesteuert ist.

Die Industrie 4.0 bezeichnet die 4. industrielle Revolution durch die Digitalisierung und bietet Dir mindestens genauso spannende Betätigungsfelder – etwa Fertigungsroboter, interkonnektive Produktionsanlagen, Condition Monitoring und Predictive Maintenance. Mittels Sensortechnologie gewinnst Du massenhaft Zustandsdaten aus vernetzten Maschinen und lässt das System im Voraus berechnen, wann die Anlage gewartet werden muss. Auch in Flugzeugen läuft heute alles nach dem Motto: "fly by wire". Dein Computer steuert den großen Vogel sicher durch die Lüfte. Und wie schon angedeutet kannst Du als Embedded Systems Engineer sogar die Raumfahrt erobern.

Wo ein Computersystem im Einsatz – und mit dem Intra- oder Internet verbunden ist, besteht immer auch die Gefahr vor Angriffen und Manipulationsversuchen. Seitdem Autos komplett durchdigitalisiert sind, wird in einem Drittel der Diebstahlsfälle nicht mehr die Brechstange genutzt, sondern der Laptop. Auf diese Weise wurden bereits 2006 mehrere BMWs gestohlen – ein Kinderspiel, nachdem die Dieb:innen den gehackten eingebetteten Systemen befohlen hatten, die Türen zu öffnen und den Motor zu starten. Seitdem wurde die IT Security im Bereich Embedded Systems deutlich aufgerüstet. Wenn Dich beides fasziniert, ist das der ideale Job für Dich!

Ein Studium der Technischen Informatik bereitet Dich gut vor. Die Einsatzfelder der eingebetteten Systeme werden immer größer und komplexer, weshalb es inzwischen an einigen Universitäten auch Master-Studiengänge speziell für Embedded Systems gibt. Hier steht das Zusammenspiel von Hard- und Softwareentwicklung von Anfang an im Mittelpunkt. Aber Embedded Systems Engineers können durchaus einen Ingenieur:innen-Background wie z.B. Elektrotechnik oder Mechatronik haben. Ihr habt ein paar Grundvoraussetzungen gemeinsam:

Neben einer großen Leidenschaft für Informatik liebt Ihr Technik und versteht die Funktionsweise von Maschinen und Geräten nicht nur, sondern wollt sie revolutionieren! Daher kennst Du Dich mit Hardwareentwicklung ebenso aus wie mit der Programmierung von Algorithmen.

Die häufigsten Programmiersprachen im Bereich Embedded Systems stammen aus dem C-Universum: C, C++ und Embedded C++ sind führend. In der Flugsteuerung kommt oft die eher exotische Sprache Ada zum Einsatz. Auch die modellbasierte Entwicklung mit MATLAB/Simulink oder ASCET spielen eine Rolle: Die Modelle generieren automatisch Code in C.

Eingebettete Systeme sind sowohl software- als auch hardwareseitig stark an Eingabe/Ausgabe bzw. Input/Output oder I/O gebunden. Diesen erhalten sie durch die Sensoren und Aktoren. Die Kopplungseffekte und Wechselwirkungen sind Dir völlig einleuchtend. Die wichtigste Bedingung eines Embedded Systems ist oft seine Echtzeitfähigkeit, also die rechtzeitige Reaktion auf Ereignisse von außen. Daher bist Du mit Methoden wie Time-triggered und Event-triggered Design vertraut.

Da Du in der Regel nicht direkt nach dem Bachelor in Informatik als Embedded Softwareentwickler:in loslegst, sondern Dich durch ein Masterstudium, Praktika oder Trainee-Programme bereits in die Thematik eingearbeitet hast und mit entsprechendem Knowhow anrückst, liegt Dein Einstiegsgehalt zwischen 51.000 und 56.300 €. Auf Professional-Level erreichst Du im Jahresbrutto durchschnittlich schon um die 70.000 €. Dabei kommt es natürlich stark auf Faktoren wie die Unternehmensgröße, die Branche und auch das Bundesland an, in dem Dein arbeitgebendes Unternehmen sitzt. Genauere Zahlen kannst Du unserem Gehaltsrechner entlocken, indem Du die Suche individuell auf Deine Situation eingrenzt.

Durch IoT sind die Anwendungsfelder eingebetteter Systeme exponentiell gewachsen. Als Embedded Software Engineer kannst Du Dich darauf freuen, Innovationen voranzutreiben und viel Verantwortung, insbesondere im Kontext Security, zu übernehmen. Wir finden: ausgezeichnete Berufswahl!