La tecnologia digitale ha rivoluzionato il campo dell'ingegneria elettrica. Che tu sia specializzato in circuiti, elettromagnetismo, sistemi di controllo o comunicazioni, conoscere almeno un linguaggio di programmazione di alto livello è ormai un prerequisito. Ma con una vasta gamma di scelte disponibili, quale linguaggio offre il massimo valore per gli ingegneri elettrici?

La risposta varia a seconda del tuo percorso professionale. Se lavori con i sistemi embedded, C o C++ sono generalmente i linguaggi di riferimento. Nel testing si utilizza molto Matlab, sebbene la presenza di Python sia in crescita. I progettisti di circuiti integrati prediligono Verilog. Per la progettazione hardware basata su FPGA, VHDL è molto diffuso. L'elettronica di potenza e analogica si affida spesso a SPICE per le simulazioni di circuiti. E per la manipolazione dei dati nei fogli di calcolo, di solito si usa VBA (Visual Basic for Application).

In questo articolo spiegheremo perché questi sono i linguaggi consigliati, sfatando al contempo alcuni luoghi comuni sulla programmazione nell'ingegneria elettrica. Chiariremo inoltre quali linguaggi di programmazione sono più utili per gli ingegneri elettrici, perché le competenze di programmazione sono cruciali e quali tendenze aspettarsi in futuro.

Sfatare i miti sulla programmazione nell'ingegneria elettrica

Mentre entriamo in un'era in cui software e hardware sono sempre più intrecciati, è fondamentale sfatare alcuni miti persistenti che hanno ingiustamente sminuito l'importanza della programmazione nell'ingegneria elettrica (EE).

1. Gli ingegneri elettrici non hanno bisogno di saper programmare

È un'affermazione che potresti sentire sorprendentemente spesso: alcuni sostengono che esistano ancora ambiti dell'ingegneria elettrica in cui la conoscenza della programmazione non è richiesta. Tuttavia, queste nicchie sono sempre più rare e di solito limitano la crescita professionale. Ecco perché:

Tendenze del mercato del lavoro

Ho esaminato gli annunci di lavoro su Indeed e YCombinator rivolti agli ingegneri elettrici. Una netta maggioranza elencava requisiti legati alla programmazione. Frasi come "Esperienza nello sviluppo, nella scrittura e nel debug di procedure di test automatizzate" e "Solide competenze in firmware o programmazione C embedded" erano comuni. Non si tratta di competenze opzionali, ma di prerequisiti per l'idoneità al lavoro.

Prospettiva accademica

Una ricerca su Google Scholar dal 2019 in poi con i termini "electrical engineer" e "programming language" mostra quanto segue: 

• Gli articoli raccomandano metodologie migliorate per introdurre i linguaggi di programmazione agli studenti di ingegneria elettrica.  
• I ricercatori stanno analizzando l'efficacia delle applicazioni in base al loro linguaggio di programmazione. Uno studio ha valutato l'analisi della Trasformata Wavelet Discreta (DWT) di segnali audio in diversi linguaggi.
• Specifiche domande di ricerca in vari ambiti dell'ingegneria elettrica, come l'elettromagnetismo, vengono affrontate utilizzando linguaggi di programmazione. Un esempio significativo viene da ricercatori come Xin, che hanno creato una piattaforma digitale programmata per implementare funzioni elettromagnetiche in sostituzione delle metasuperfici.

Le prove sono schiaccianti: i giorni in cui un ingegnere elettrico poteva cavarsela senza saper programmare sono ormai contati. Che tu stia entrando nel mercato del lavoro o contribuendo alla ricerca accademica, le competenze di programmazione stanno diventando sempre più un requisito imprescindibile nel campo dell'ingegneria elettrica.

2. La programmazione è una professione a sé stante

Lungi dall'essere una professione a sé stante, la programmazione è un insieme di competenze indispensabile che arricchisce la tua cassetta degli attrezzi ingegneristica, amplia la portata dei tuoi progetti e aumenta la tua appetibilità sul mercato del lavoro.

Ricorda, l'obiettivo non è diventare uno sviluppatore software. Piuttosto, come ingegnere elettrico, si tratta di sfruttare la potenza della programmazione per migliorare e innovare all'interno del tuo settore.

3. È difficile imparare più linguaggi di programmazione

Sebbene diventare competenti in più linguaggi possa sembrare scoraggiante, vale la pena notare che i principi fondamentali della programmazione restano coerenti tra i vari linguaggi. Imparare gli altri diventa considerevolmente più facile una volta compresa la logica e la struttura di un linguaggio. 

Inoltre, nella professione EE, spesso non è necessario essere esperti in ogni linguaggio. Una comprensione funzionale e una profonda competenza in uno o due linguaggi più rilevanti per la tua specializzazione possono essere sufficienti. 

Percorsi di carriera EE e i linguaggi di programmazione più utili

L'ingegneria elettrica è un campo vasto che comprende diverse specializzazioni. A seconda della tua area di interesse, linguaggi di programmazione diversi possono risultare più vantaggiosi. 

Analizziamo alcuni dei principali percorsi di carriera EE ed evidenziamo il linguaggio di programmazione più utile per ciascuno:

 

Percorso di carriera EE	Linguaggio di programmazione più utile	Motivo
Sistemi embedded	C, C++	Ottimale per la programmazione di sistema a basso livello, offrendo un controllo diretto dell'hardware.
Elaborazione di segnali e immagini	MATLAB	Potente per operazioni matriciali e simulazioni di algoritmi relativi ai segnali.
Automazione (Gerber e strumentazione di test)	Python	Ampiamente utilizzato per automatizzare l'invio di file Gerber e il controllo delle apparecchiature di test grazie alla sua versatilità e al supporto delle librerie.
Progettazione di circuiti integrati	Verilog	Ideale per progettare e simulare circuiti digitali a un livello elevato.
Progettazione hardware basata su FPGA	VHDL	Fortemente tipizzato e concorrente, consente una descrizione hardware dettagliata
Elettronica di potenza e analogica	SPICE	Simulazione nel dominio del tempo e della frequenza, gestisce elementi non lineari
Automazione e sistemi di controllo	Structured text	Mappatura della logica digitale nel mondo reale, standard industriale per i sistemi di controllo automatizzati

 

I molteplici vantaggi delle competenze di programmazione per gli EE

Il confine tra hardware e software è sempre più labile. Per gli ingegneri elettrici, questo cambiamento significa che la programmazione non è più una competenza marginale, ma una competenza fondamentale che offre numerosi vantaggi:

• Risoluzione dei problemi e debug semplificati: Saper programmare può aiutarti a comprendere meglio i problemi che si verificano all'interfaccia tra hardware e software. Puoi leggere i file di log, individuare bug o persino scrivere i tuoi script diagnostici.
• Comunicazione interdisciplinare: Quando comprendi la programmazione, diventa più facile collaborare con ingegneri del software, data scientist e altri stakeholder. Parlerete un linguaggio comune, il che può semplificare l'esecuzione dei progetti.
• Prototipazione rapida: Le competenze di programmazione possono aiutarti a creare rapidamente modelli o simulazioni di proof-of-concept, essenziali nelle prime fasi della progettazione.
• Creazione di strumenti personalizzati: A volte, gli strumenti software disponibili sul mercato potrebbero non soddisfare i requisiti specifici dei tuoi progetti ingegneristici. La conoscenza della programmazione ti consente di sviluppare strumenti personalizzati su misura per le tue esigenze.
• Flessibilità professionale: Imparare a programmare amplia le prospettive lavorative di un ingegnere elettrico, permettendogli di espandersi in ruoli che richiedono un mix di competenze hardware e software.
• IoT e connettività: Man mano che i dispositivi diventano più intelligenti e connessi, la capacità di programmare aggiunge un livello di competenza che sta diventando essenziale per i progetti legati all'IoT.
• Automazione dell'analisi dei dati: Per attività come l'analisi dei segnali, la classificazione dei dati o la manutenzione predittiva, la programmazione può automatizzare flussi di lavoro complessi, risparmiando tempo e riducendo gli errori.

 

Assistenti di programmazione basati su IA: perché gli ingegneri elettrici dovrebbero interessarsene

 Gli assistenti di programmazione basati sull'intelligenza artificiale, come GitHub Copilot, stanno guadagnando sempre più terreno all'interno della comunità degli sviluppatori, inclusi i professionisti dell'elettronica e della progettazione hardware.

In uno studio condotto da Jenny T. Liang della Carnegie Mellon University, i ricercatori hanno esaminato come gli sviluppatori adottano questi assistenti IA. Lo studio ha rilevato che i principali vantaggi di questi strumenti sono la capacità di ridurre al minimo la digitazione manuale, velocizzare le attività di programmazione e assistere nel richiamo della sintassi.

Alla luce di questi vantaggi, gli ingegneri elettrici dovrebbero considerare l'integrazione degli assistenti di programmazione IA nel proprio flusso di lavoro. Sebbene la ricerca di Liang mostri un entusiasmo limitato nell'uso di questi strumenti per la risoluzione creativa dei problemi, gli ingegneri elettrici potrebbero comunque trarre beneficio dalle loro funzionalità di feedback in tempo reale e risoluzione degli errori.

Conclusione

Comprendere la programmazione è essenziale per gli ingegneri elettrici di oggi. Contrariamente ai miti comuni, la programmazione non è solo per gli sviluppatori software; è una competenza vitale in vari ruoli dell'ingegneria elettrica.

Conoscere il linguaggio di programmazione giusto può migliorare la risoluzione dei problemi e le prestazioni lavorative. Gli assistenti di programmazione IA come GitHub Copilot offrono vantaggi pratici. Possono velocizzare le attività di programmazione e aiutare a risolvere gli errori, rendendoli strumenti preziosi per gli ingegneri elettrici. In sintesi, le competenze di programmazione e gli strumenti moderni come gli assistenti IA sono moltiplicatori di carriera per gli ingegneri elettrici. 

Non sei ancora convinto? Se è così, scopri cosa ne pensano i nostri amici di CircuitBread in merito: Qual è il miglior linguaggio di programmazione da imparare come EE?