組み込みエンジニアとは? 求められるスキルや資格、勉強方法を解説

現代はテクノロジーの発展に伴って、さまざまなシーンでデジタル化が加速しており、ITエンジニアの需要が高まりつつあります。なかでもIoTやAI技術の普及とともに需要が高まっているのが、「組み込みエンジニア」です。本記事では、組み込みエンジニアの業務内容や将来性、求められるスキル、取得したい資格などについて解説します。

組み込みエンジニアの概要

「エンジニア」とは、エンジニアリングの専門的な知識と技術を備える人材を意味し、そのなかでも情報技術に精通しているエンジニアを「ITエンジニア」と呼びます。ITエンジニアは、さらに「開発系のエンジニア」と「インフラ系のエンジニア」に大別され、開発エンジニアに分類される職種のひとつが「組み込みエンジニア」です。まずは、組み込みエンジニアの主な仕事内容や、制御エンジニアとの違いについて解説します。

組み込みエンジニアとは

組み込みエンジニアとは、独立した機械に組み込まれるコンピュータの設計・開発に携わるITエンジニアの総称です。家電製品や電子機器、自動車、AV機器、産業用ロボット、IoTセンサーなどの独立したハードウェアは、本体のみではその役割を果たせず、システムの挙動を制御する小型のコンピュータを組み込まなくてはなりません。こうした機械に組み込まれるシステムやソフトウェアなどの設計・開発に携わる人材を、組み込みエンジニアと呼びます。現代は市場や経済のデジタル化が加速しているため、今後、より高度なシステム開発の技術や知識が求められるであろう職種のひとつです。

組み込みエンジニアの仕事内容

組み込みエンジニアの主な業務内容は、家電製品や電子機器などのハードウェアに搭載されるシステムの設計と開発です。たとえば、工場のプラントを制御するシステムや、ウェアラブルデバイスに組み込まれるセンサー、炊飯器や洗濯機などに搭載されるマイコンなどが挙げられます。

いわゆるパソコンのような汎用型のコンピュータではなく、特定の目的に特化したハードウェアに搭載される制御システムの設計・開発が、組み込みエンジニアの主な仕事です。基本的には、システムやソフトウェアの設計・開発が主軸の業務領域となりますが、案件によってはハードウェアの設計や製品の企画、あるいは保守・運用管理を担当するケースもあります。

制御エンジニアとの違い

組み込みエンジニアと似た職種として、制御エンジニアが挙げられます。組み込みエンジニアと制御エンジニアは業務領域が近く、「組み込み系・制御系エンジニア」と一括りで捉えられるケースも少なくありません。しかし、この2つの職種は基本的な業務領域が異なります。

組み込みエンジニアは、ハードウェアの内部にソフトウェアや小型のコンピュータを組み込むITエンジニアを指します。一方、制御エンジニアは、その組み込まれたソフトウェアやコンピュータを「制御する」という業務領域を担当するITエンジニアです。つまり、同じITエンジニアであっても、組み込みエンジニアは主に組み込み開発の領域に携わり、制御エンジニアは制御設計の分野を担当する職種となります。

組み込みエンジニアの将来性

ドイツ政府が2011年に「インダストリー4.0」を提唱し、先進諸国では第4次産業革命の実現を目的とした国家戦略や関連する取り組みが進められています。第4次産業革命の中心となる技術革新はIoTやAI技術、ロボティクスなどの分野であり、それらの技術を産業機械や電子機器に搭載するためには、組み込みエンジニアの存在が不可欠です。

現代は社会のさまざまなシーンでモノのIoT化が進展しているため、テクノロジーの発展とともに、精密かつ複雑な組み込みソフトウェアの設計・開発スキルが必要となります。したがって、独立した機械に組み込むコンピュータの設計・開発に携わる組み込みエンジニアの需要は、今後さらに高まっていくと予測されます。

組み込みエンジニアに求められるスキル

デジタル化の進展とともに需要が高まっている組み込みエンジニアは、組み込み系システムの設計や開発といった領域に関する深い知見が求められます。なかでも習得すべき重要スキルとして挙げられるのが、以下の5つです。

• プログラミングスキル
• ハードウェアの知識
• AIに関する知識
• 電子基盤に関する知識
• 英語力

プログラミングスキル

組み込みエンジニアにとって必須のスキルといえるのが、C言語やC++言語、アセンブリ言語などのプログラミングスキルです。とくにC言語は、UNIX・Linux系システムで活用されている汎用性の高い言語で、生成コードがコンパクトで高速処理が可能という特徴から、組み込み開発の領域で主流となっています。そしてC++言語は、このC言語の機能を拡張したもので、IoTやロボット制御などに関するプログラム開発に適した言語です。

また、組み込み系のシステムは、アセンブリ言語でなければ実現できない機能が少なくありません。そのため、組み込みエンジニアにとってアセンブリ言語の習得は必須です。

ハードウェアの知識

独立した機械に組み込まれるコンピュータの設計・開発に従事する組み込み系エンジニアは、産業機械や電子機器、家電製品、産業用ロボットなどのハードウェアに関する知識が不可欠です。たとえば、案件によってはハードウェアの回路図面のみを参考にしながら設計するケースも少なくありません。そのような場合、回路図面を読み解いたり、モジュールを理解したりできるレベルの知識が必要です。

発注者の要求を汲み取り、齟齬を解消するためには、定義された要件を理解する必要があります。そのため、組み込みエンジニアはほかのITエンジニアと比較して、ハードウェアの領域に関する知識が求められます。

AIに関する知識

AIはIoTとともに第4次産業革命の主軸となる技術であり、組み込みエンジニアは機械学習やディープラーニングなどに関する幅広い知識が必要です。現在、汎用型人工知能の開発にはまだ至っていないものの、すでに特定の事業領域では特化型人工知能の戦略的な活用が進展しています。

たとえば製造業では、機械学習を用いた設備保全や外観検査が普及しつつあり、製造ラインの省人化とオートメーション化を推進する企業が増加傾向にあります。このような産業機械の設計・開発に携わる組み込みエンジニアにとって、AIの学習プロセスに関する知識の修得は必須といえます。

電子基板に関する知識

電子機器や家電製品などのアナログ回路・デジタル回路の設計は、本来であれば電子回路設計エンジニアの業務領域です。電子回路設計エンジニアは極めて高度な知見を備えた技術者であり、組み込み開発におけるITエンジニアは、電子基板やマイクロプロセッサに関する専門的な知識が必須とはいえません。

しかし、近年はデジタル化の進展や国内のIT人材不足といった背景も相まって、組み込みエンジニアが電子基板の設計を含む業務領域を担当するケースも少なからずあります。そのため、組み込み系のシステムやソフトウェアの設計・開発だけでなく、電気・電子基板に関する一定の知識を備えていることが望ましいでしょう。

英語力

プログラミング言語の基盤となっているのは英語であり、組み込みエンジニアのみならず、すべてのエンジニアにとって一定水準の英語力は必須スキルです。

また、情報通信技術に関する最新情報は、IT産業の中心地であるシリコンバレーから発信されるケースが多い傾向にあります。こうした最新情報のドキュメントは英語で発表されるため、変化の加速するIT市場で最先端の知識を素早く得るためには、それらを読解できるだけの英語力が欠かせません。

さらに、ITシステムに関する部品は海外から取り寄せるケースが多く、その場合は技術書や仕様書が英語で書かれているため、業務を円滑に進めるためにも、組み込みエンジニアには相応の英語力が求められます。

組み込みエンジニアが取得すべき資格

組み込みエンジニアという職業に就くために必須となる資格はありません。しかし、産業機械や通信機器などに搭載されるシステムの設計・開発は難易度の高い仕事であり、組み込みエンジニアは専門的かつ高度なスキルが必要です。これから組み込みエンジニアを目指す、あるいは転職を検討しているのであれば、以下に挙げる資格を取得することで就職・転職活動を有利に進められます。

基本情報技術者試験・応用情報技術者試験

組み込みエンジニアが取得すべき資格として挙げられるのが、ITエンジニアの登竜門とされる「基本情報技術者試験」と、その応用編となる「応用情報技術者試験」です。この2つの資格試験は、経済産業省が認定している国家試験「情報処理技術者試験」における試験区分のひとつです。

情報処理技術者試験は12の試験区分があり、さらに試験の難易度によって4段階のレベルに分けられます。このうち基本情報技術者試験はレベル2、応用情報技術者試験はレベル3にそれぞれ分類されます。サーバーやネットワーク、ハードウェアなどはもちろん、マネジメントや経営戦略などの知見も問われる難易度の高い資格試験ですが、取得によって相応の技術と知識を有するITエンジニアの証となります。

参照(外部リンク)：基本情報技術者試験

　　　　　　　　　応用情報技術者試験

ETEC（組込み技術者試験制度）

「ETEC（組込み技術者試験制度）」は、一般社団法人 組込みシステム技術協会（JASA）が主催する、組み込みエンジニア向けの資格試験です。エントリーレベルの「組込みソフトウェア技術者試験クラス2」と、ミドルレベルの「組込みソフトウェア技術者試験クラス1」の2段階のレベルがあり、組み込み系のエンジニアリングに求められる専門的な技術と知識が問われます。

ETECは、基本情報技術者試験や応用情報技術者試験のような国家資格ではありませんが、初級レベルや中級レベルのITエンジニア、あるいは経験の浅い駆け出しの組み込みエンジニアがスキルアップを目指す際におすすめしたい資格試験です。

参照(外部リンク)：ETEC（組込み技術者試験制度）

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、基本情報技術者試験・応用情報技術者試験と同じく情報処理技術者試験における試験区分のひとつで、中級者から上級者向けの高度な技術と知識が問われる資格試験です。

先述したように、情報処理技術者試験には4段階のレベルがあり、エンベデッドシステムスペシャリスト試験は最高峰のレベル4に設定されています。出題範囲は非常に幅広く、システムやネットワークの構成要素、情報セキュリティに関する高度な知識、ソフトウェア・ハードウェアの設計・開発、組み込み系システムの実装などの専門的な知識が問われるハイレベルな資格試験です。

参照(外部リンク)：エンベデッドシステムスペシャリスト試験

組み込みエンジニアになるには? 勉強方法を紹介

基本的にITエンジニアは資格取得が必須の職業ではなく、独学で技術と知識を修得したというエンジニアは少なくありません。ただし、先述したように組み込みエンジニアの業務領域は非常に難易度が高く、独学によって就職・転職を目指すのであれば、相応の勉強量が必要です。組み込みエンジニアとしてのスキルを得る具体的な方法としては、「プログラミング学習サイトを活用する」か「書籍を読んで学ぶ」、あるいは「プログラミングスクールに通う」の3つが挙げられます

プログラミング学習サイトを活用する

ITエンジニアとしてのスキルを独学で修得するのであれば、プログラミング学習サイトの活用が不可欠です。組み込みエンジニアは、ハードウェアの制御を目的としたシステムの設計・開発に従事する職種であり、独学環境のみで必要なスキルを身につけるのは容易ではありません。プログラミング学習サイトを活用し、C言語やC++言語などのプログラミングスキルを磨くことで、組み込みエンジニアとしての基本的な技術と知識を獲得する一助となります。

書籍を読んで学ぶ

組み込みエンジニアとしてのスキルを磨くには、書籍の活用も効果的です。ここでは、学習におすすめの書籍を3点ご紹介します。

『組み込みエンジニアの教科書』

本書はハードウェア・ソフトウェアの知識、スマートデバイス、C言語によるプログラミング、組み込みソフトウェアの開発プロセスなどを網羅しています。IoT・AI時代における組み込みソフトウェアについても丁寧に解説されているため、IT分野に携わるすべてのエンジニアに一読を勧めたい一冊です。

参照(外部リンク)：『組み込みエンジニアの教科書』

『これだけ！組込みシステム』

秀和システムが手掛ける「これだけシリーズ」の一冊で、複雑かつ難解な組み込みシステムの世界について、図解でわかりやすく解説しています。コンピュータシステムやソフトウェア・ハードウェアの開発、CPUや周辺機能など、モノを動かす小さなテクノロジーを学びたい方におすすめの書籍です。

参照(外部リンク)：『これだけ！組込みシステム』

『組込み現場の「C」プログラミング基礎からわかる徹底入門』

組み込み系システムの設計・開発におけるC言語の基礎的なプログラミング方法を学べる指南書です。すでにC言語の基礎的な文法を学んだ方を対象としており、C言語による組み込みプログラミングの品質を向上するために意識すべきことや、実行したい施策について解説されています。

参照(外部リンク)：『組込み現場の「C」プログラミング基礎からわかる徹底入門』

プログラミングスクールに通う

最短距離で組み込みエンジニアとしてのスキルを修得したいのであれば、プログラミングスクールに通うのがおすすめです。独学でC言語やC++言語などを修得するのも可能ですが、講師のサポートがあれば、より少ない時間で効率的にプログラミングスキルを学べます。スクールによってカリキュラムや受講スタイル、講師のスキルなどが異なるため、無料体験を利用して自分の特性に適したものを探す必要があります。