組込開発とは？業務内容や必要なスキル・資格について徹底解説
IoTが普及する昨今、組込開発エンジニアの需要はますます高まっています。
組込開発エンジニアの仕事内容について、職種をとりまく環境から、将来的なニーズも含めて詳しく解説していきます。
さらに、どのようなスキルを身につけると組込開発エンジニアになれるのか、必要なスキルについても紹介していきますので、参考にしてみてください。
組込開発エンジニアとは？制御系エンジニアとの違い
まずは組込開発エンジニアとはどのような仕事なのかを見ていきましょう。
また、よく混同される制御系エンジニア、WEB・オープン系エンジニアとの違いについても整理していきます。
組込開発エンジニアとは
スマートフォンやパソコン、自動車、家電などの電化製品の中には、機器が正しく作動するようにコンピュータが組み込まれています。
このコンピュータに組み込まれるシステムを開発するのが、組込開発エンジニアです。
ソフトウェア・ハードウェアのどちらも開発することのある仕事ですが、ソフトウェア開発を行う組合開発エンジニアは、大きく3つに分類することができます。
・小型機器型組み込み系：家電やパソコンなどに組み込まれるソフトウェアを開発する
・通信型組み込み系：Wifiルーターなどのネットワーク機器内の、インターネット処理ソフトウェアを開発する
・プラント型組み込み系：工場や発電所などの制御機器に求められるソフトウェアを開発する
それぞれ異なる分野を扱いますが、業務内容としては共通する部分が多いです。
制御系エンジニアとの違い
組込開発エンジニアは、制御系エンジニアと混同されるケースがよくあります。
確かに機器の制御システムを構築するという点では似ていますが、両者は異なる仕事となります。
制御系エンジニアは機器を正常にコントロールする仕組みを構築する仕事です。
一方、組込開発エンジニアは、機器が設計通りに動作するためのソフトウェア・ハードウェアの開発をします。
「制御系エンジニア」の仕事を冷蔵庫を例に挙げて紹介すると、庫内の温度を一定に保つための仕組みを開発したり、ボタン操作で動くようにする仕組みを開発したりする仕事を担います。
この制御に応じて、冷蔵庫内の小型機器が作動し、その制御を実現します。
この小型機器（ハードウェア）と、そこに組み込まれたプログラム（ソフトウェア）を作るのが「組込開発エンジニア」です。
似ているけれど、少し異なる点が理解できましたでしょうか？
WEB・オープン系エンジニアとの違い
組込開発エンジニアはソフトウェアも開発する仕事のため、WEB・オープン系のエンジニアとも似ています。
しかし、両者は最終成果物に大きな違いがあります。
WEB・オープン系エンジニアの最終成果物はWEBサイトや、業務効率化パッケージソフトなどのソフトウェアです。
一方、組込開発エンジニアの最終成果物は、自動車や産業用ロボットなどを正常に動かす仕組みのため、モノの一部となります。
組込開発エンジニアの将来性
組込開発エンジニアは、昨今ニーズが上昇している職種です。
ここからはニーズ上昇の背景にあるIoTの普及やエンジニア不足など、組込開発エンジニアをとりまく環境について整理し、組込開発エンジニアの将来性について考えていきます。
IoTにより拡大するニーズ
昨今IoTは勢いよく世の中に浸透し、あらゆるモノがインターネットに接続されるようになっています。
そのため各メーカーはより便利な機能を増やすために試行錯誤しており、優秀な組込開発エンジニアがより求められるようになっています。
また、製品に求められる機能が増大することと並行して、その需要に応えるべく通信技術や開発用のパーツも勢いよく進化し、開発環境が複雑化・多様化しています。
開発そのものの難易度も上昇している傾向にあるため、組込開発エンジニアには既存のノウハウを用いることはもちろんですが、新しい技術を用いたより高度な開発スキルを求められるようになっています。
今後も、求められるスキルのレベルは上がっていくことが想定されるため、組込開発エンジニアを目指す場合は、最新技術に関する知識をアップデートしていく姿勢がとても重要です。
深刻化するエンジニア不足
現在、日本国内は慢性的なエンジニア不足に陥っています。今後もこの傾向は続くでしょう。
「DX白書2021_第3部_デジタル時代の人材」でも、日本のエンジニア不足の深刻さが見てとれるデータが掲載されています。
調査では、デジタル技術に関わる人材の確保状況を、アメリカと日本の二国間で比較して調査をしています。
『デジタル事業に対応する人材の「量」の確保状況』と『デジタル事業に対応する人材の「質」の確保状況』として、組込開発エンジニアが該当する先端技術エンジニア過不足に関する問の結果を見ると、両者とも、アメリカに比べて日本の方が「不足している」と答えた人の割合が高いことがわかります。
組込開発エンジニア不足が抱える課題
不足する組込開発エンジニアを新たに雇用・育成しようとするにも大きな課題が存在します。
組込開発エンジニアには専門的なスキルが必要がゆえにスキル習得には時間がかかります。
また、組込開発エンジニアになることも、育成するのも、ハードルの高いという特徴があります。
たとえ、ITエンジニアの経験があったとしても、ソフトウェアやハードウェアの種類によっては、組込開発エンジニアならではの特殊なスキルが必要になるケースがあります。
特にWeb・オープン系のエンジニアとして経験のある方でも、組込開発エンジニアにチャレンジする場合、ハードウェアの知見や制限などを新たに理解する必要が出てきます。
その場合はイチから経験を積み直す必要があり、使用する言語もC言語、アセンブラなど、昨今のプログラミングで用いる言語とは異なる言語を用いる機会が多い点も人気のない理由となっています。
さらに、組込開発エンジニアの業務は、厳しい環境下におかれる傾向があります。
基本的に組込システムの開発は、搭載するハードウェアと並行して開発されるものであるため、ハードウェア側の都合にあわせて仕様やスケジュールが変わることが多いためです。
突然納期を早めるように依頼を受けたり、ハードウェア側の仕様変更によってソフトウェアの作り直しを頼まれたりするなど、エンジニアにとっては気が休まらない状況が続きます。
これらの背景から、組込開発エンジニアを目指す人が少なくなっているのです。
厚遇・好条件の組込開発エンジニア
組込開発エンジニアの需要が拡大し、数多くの求人が出ている昨今、組込開発エンジニアの教育制度を充実させている組織も多くあります。
IT系職種に一定の知識・スキルがある人や、大学・前職などでプログラミングを学んでいる人にとっては、組込開発エンジニアに挑戦しやすい環境が整ってきているといえるでしょう。
日本の基幹産業である自動車やロボット、産業用機械などの業務で、組込開発エンジニアは欠かせないものになっています。
そのため、他のエンジニア職よりも給料や待遇、将来的なチャンスに恵まれている場合が多くあります。
また年齢を問わない仕事なので、スキルを身につけさえすれば、何歳であっても市場価値が高くなるのがポイントです。
実際、60代になっても現役バリバリで活躍している方も多数見られるのが特徴的です。
組込開発エンジニアの業務内容
ここからは、組込開発エンジニアの業務内容（作業の工程）を紹介します。
とはいえ組込開発エンジニアの業務の幅は広いため、ここからはよくある「開発の流れ」の一例を整理しながら説明します。
製品・機能の企画
組込開発エンジニアの代表的な業務内容の1つは、製品やそれに搭載する機能の企画です。
顧客・消費者がどのような製品・機能を求めているのか、現状を正確に分析した上で開発要件を明確にしていきます。
しかし、顧客・消費者の声を企画に落とし込むスキルは、実務経験によって培われるため、実務経験の有無が問われるケースがよくあるでしょう。
製品やサービスそのものの企画では無い点（製品はあくまでハードウェアである為）が、Web・オープン系の開発とは異なる部分です。
システム設計
要件を決めたあと、実際にどのように動作させるのかを設計するのがシステム設計です。
まず基本設計をし、その後に詳細設計をしていくというのが、一般的な流れです。
顧客や消費者の「あったらいいな」という理想を実現していく重要なフェーズのため、慎重に試行錯誤を重ねていく必要があるでしょう。
ハードウェア・ソフトウェア設計
ハードウェア開発は、部品を組み立てて、どのような製品を作るのかを設計する仕事です。
大きさや製品価格の設定や、どのようなソフトウェアを搭載するかなどの制約を踏まえながら、製品のハード面を開発していきます。
その流れの中で、組込開発エンジニアとしては、指定されたハードウェアに搭載できること、そして仕様を実現できることを前提に設計していきます。
ソフトウェア開発は、ハードウェアに搭載されているCPU上で動作するプログラムを設計、作成するものです。
多くの場合、プログラミングにはC言語やC＋＋を用いますが、現在ではあまり使用されないアセンブラを使用する開発環境もあります。
ソフトウェア開発の際は、搭載されるハードウェアのスペックも考慮する必要があるため、使用可能なメモリの量や処理時間などの制約を踏まえた上で、開発を進めていきます。
実装・テスト
まずはソフトウェアに対して、動作チェックを行います。
その後、ソフトウェアをハードウェアに搭載し、さらにテストを重ねます。
正常に動作するかを確認するのはもちろんですが、耐久性や安全性の面でも入念に調査をします。
改善すべき箇所が見つかった場合は、パーツを組み替えたり、プログラミングの内容を見直したりします。
そして、実際の利用者に試してもらうことで、最後のチェックを行っていきます。
運用・保守
運用・保守は、製品が問題なく動くように管理する仕事で、なにか不具合が起きた際に対応をします。
未経験で組込開発エンジニアになった場合は、この段階から仕事を覚えていくというケースが多いでしょう。
組込開発エンジニアに必要な資格
組込開発エンジニアには、必須な資格はありません。
ただし、組込開発エンジニアとして働く上で重要な資格はいくつもあるため参考にしてみてください。
エンベデッドシステムスペシャリスト試験
エンベデッドシステムスペシャリスト試験は、IoTをはじめとする組込開発への幅広い知識・スキル、またそれを活用する技能が問われる試験です。
要件に応じて、ハードウェア・ソフトウェアそれぞれにおいて最適なシステム設計・構築・製造を行う能力が要求されます。
組込開発エンジニアに必要な要素が網羅されているので、必須の資格ともいえるでしょう。
ETEC（組込み技術者試験制度）
ETECは、組み込みソフトウェア開発技術者にとって必要な知識を確認するための試験です。
2つのクラスで構成されていて、クラス1では、一定以上の知識があるのかを確認します。
「上級者の指導のもとにプログラミング作業を行える技術者」のレベルを目指したい場合はこちらを選びます。
クラス2は「中級技術者」を目指したいというより上級向けの試験です。
開発に必要な知識はもちろん、現場リーダーとしての能力など、総合的なスキルをチェックします。
ETECは認定試験ではないので、合否判定は存在しません。試験を受けることで自分に足りない知識を確認するというのが、受験の目的です。
OCRES（OMG認定組み込み技術者資格試験）
世界最大のソフトウェア標準化団体であるOMG認定の資格試験です。
IntermediateとAdvancedの2段階に分けられていて、対象者は組込システムに携わる設計者・開発者です。
国際的にも高く信頼されている試験のため、取得することで活躍の場を広げることができるでしょう。
そのほかの資格
ITエンジニアとしての活躍を後押しする資格試験は、ご紹介した他にもたくさんあります。
たとえば、基本/応用情報技術者試験は、IT人材が身につけるべき知識を基礎から応用まで網羅した試験です。
取得すると、転職などの際に有利に働くでしょう。
組込開発エンジニアには必須の資格というものはないものの、必ず問われるような重要な資格があるので、取得を目指すのがおすすめです。
組込開発エンジニアに求められるスキル
では、どのようなスキルがあると組込開発エンジニアとして重宝されるのでしょうか。
求められるスキルをより詳しく整理していきます。
C言語・アセンブラなどのプログラミング言語を使える
プログラミング言語は、組込開発エンジニアの仕事のベーススキルになるため必ず習得するようにしましょう。
特に使用頻度が高いのは、C言語、アセンブラ、C++、C#、Javaなどです。
開発の規模や、実現予定の環境が大きくなったり、インターネットと絡んだりすると、C++やJavaを使うケースも多くなります。
必ずしもすべての言語を習得しておく必要はありませんが、即戦力として活躍したい場合は、どの言語でも一定水準のスキルを備えておくといいでしょう。
市場価値があがり、転職の選考においても有利に働くはずです。
また、リアルタイムOS上での開発スキルも身につけておくことをおすすめします。
TRONやRTLinuxなど、OS上で開発できるスキルがあると万全です。
何らかの領域に特化した知識・技術
開発における幅広い知識やスキル、また資格を持っていることなどは当然重要なのですが、同時に、何らかの領域（製品）に特化した知識や技術を身につけていくことも大切です。
過去のキャリアで培ってきた得意分野の知識を活かすことで、組込開発エンジニアとしての仕事の幅が広がるでしょう。
コミュニケーションスキル
組込開発エンジニアは、他のITエンジニアの業務と同じように、チームで仕事を進めていくケースがほとんどでしょう。
そのため、チーム内でのコミュニケーションスキルが大切になります。
もしなにかトラブルや問題が起きたとしたら、その内容を全体に早急に共有する必要があるため状況を正しく説明して相手に伝えられるスキルが求められます。
そして立場によっては、製造の進捗管理などのために、クライアントや他のエンジニアなどとコミュニケーションを取れるようなスキルも必要となるでしょう。
組込開発エンジニアへの転職はエンジニアコネクト
組込開発エンジニアを求めている企業は多くあるものの、ハードルが高く、人手不足が嘆かれている仕事です。
しかし、人数が少ない職種であるということは、それだけ難易度が高く、高度なスキルが必要な職種であるということを意味します。
世の中のIoT化が顕著に進み、ほとんどすべてのモノがインターネットを通じてつながる時代が来ていますので、今後も組込開発エンジニアの重要性が揺らぐことはないでしょう。やりがいを感じられる充実した仕事ができるはずです。
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