04 訂閱 英文縮寫名為雙14(如何在c++定義一個學生類以實現平均成績的計算和查詢功能？)

、Cyber RT、DDS等。

（3）未動科技VP蕭猛認為，“中間”一詞是相對的，當有多層堆疊的時候，每一層都是其上下兩層的中間層，因此，在用“中間件”這個詞的時候，我們需要特別指明它究竟位于“哪兩層之間”。按蕭猛的說法，當我們稱“ROS/ROS2 為中間件”時，其含義與 “AUTOSAR AP為中間件”并不是對等的關系。

(4)Vector產品專家蔡守群說，他理解的中間件，“是給App開發提供功能支撐的，對外是沒有功能表征的；但是站在操作系統內核的角度，中間件跟App并沒有本質的區別”。

2.中間件的作用

汪浩偉說：“專用中間件原本是應用程序的一部分，只是很多公司做自動駕駛都需要用到，就被抽象出來了。”

那么，它究竟有什么用？

畢曉鵬認為，自動駕駛中間件最主要的作用是：對下，它能夠去適配不同的OS內核和架構；對上，它能夠提供一個統一的標準接口，負責各類應用軟件模塊之間的通信以及對底層系統資源的調度。

據畢曉鵬解釋，前者，使開發者們無需考慮底層的OS內核是什么，也無需考慮硬件環境是什么，即不僅實現了應用軟件與OS的解耦，也實現了應用軟件與硬件的解耦；而后者則確保了數據能夠安全實時地傳輸、資源進行合理的調度。

為什么要通過中間件來支持軟硬件解耦？畢曉鵬解釋道：

我開發一個應用軟件，其中很多內容都是與具體應用邏輯無關的，包括數據通信、通信安全、系統資源調度等，比如，有十個進程需要數據交互，完全沒有必要在十個程序的軟件代碼里各自進行實現和配置。針對這種情況，我們就可以把重復的部分抽象成一種服務，單獨封成一層東西（這就是中間件），并提供統一的庫、接口和配置方法，供上層去調用。這樣的話，有一部分人專門去做中間件的，而做上層應用的人也不需要考慮跟底層交互的事情。

舉例說，如果要做一個自動泊車系統，它有各個模塊或業務邏輯獨立的不同軟件，在進行通信、數據交互，或者調用底層資源時，只需要中間件的一個接口就可以實現，其他事情不需要考慮，這樣開發人員就可以專注于自己的業務邏輯。

又比如，一個攝像頭需要感知前面的車道線、紅綠燈等，開發人員就專門做紅綠燈和車道線檢測算法，與外界的數據交互只需要使用中間件的通信服務（例如訂閱攝像頭信息，發布檢測結果），而不必關心數據從哪里來、發給誰。

Nullmax紐勱科技系統平臺總監苗乾坤博士在此前的一篇文章中寫道：

“所以我們也可以看到，汽車對軟硬件架構的要求也越來越高，既要能滿足當下的需求，還要具備相當的前瞻性、兼容性和擴展性，能夠支持接下來軟硬件升級換代、增減模塊的需求。而自動駕駛的中間件，就正是這樣一個可以按需調整、滿足各樣需求的現代溫室。

“在早期開發中，中間件可以化整為零，將巨大的軟件工程分解成若干小任務，分散解決。在后期應用時，它又可以化零為整，像拼積木一樣，根據需求將一個個模塊組合成一個整體，嚴絲合縫。”

在春節前的一場直播中，東軟睿馳產品銷售總監安志鵬說，在軟硬件解耦、模塊化管理后，再遇到問題，就不用整個系統都改，只改相對應的部分就行了。這樣，軟件的可復用程度就極大地提升了，同時，驗證的工作量也會減少許多，整體開發效率也會因此提升。

相反，沒有中間件的話，應用層就得直接調用操作系統的接口，后期要是換了操作系統，應用層的代碼和算法可能就要推倒重來。

簡言之，中間件通過對計算平臺、傳感器等資源進行抽象，對算法、子系統、功能采取模塊化的管理，并提供統一接口，讓開發人員能夠專注于各自業務層面的開發，無需了解無關細節。

按東軟睿馳產品銷售總監安志鵬的說法，搞AUTSOAR這樣的中間件，并不是只對OEM有利，“零部件供應商的選擇面也大了——應用做好了，下面的軟件、芯片可以選好幾家供應商的，要比傳統的開發模式快很多，因而，零部件供應商也是受益者”。

用蕭猛的話說，中間件最直接的好處就是“為上層屏蔽底層的復雜性”，軟件開發人員可以忽略芯片、傳感器等硬件的差異，從而高效、靈活地將上層應用及功能算法在不同平臺上實現、迭代、移植。蕭猛認為，中間件可以看做是自動駕駛應用背景下的一項“新基建”。

（圖片摘自馮占軍博士的《AUTOSAR對基礎軟件開發是喜還是憂？》一文。AUTOSAR只是中間件的一種，但這里寫的“AUTOSAR開發優勢”基本也適用于其他中間件。）

不過，站在開發者的角度看，中間件的意義也未必全部是正面的。如馮占軍博士在《AUTOSAR對基礎軟件開發是喜還是憂？》一文中就提到了如下兩點：

底層軟件工程師變成了工具人，“只要你去點點鼠標，用工具配合就可以了”，很多原本由自己做的測試也改由供應商來做，進而導致工程師的成就感嚴重降低；時間久了，工程師從0到1開發的能力也會降低。

（圖片摘自馮占軍博士的文章。盡管文章說的是Autosar,但實際上這些問題在ROS等其他中間件的使用過程中也會存在。）

對軟件工程師來說，中間件造成的“能力退化”這一問題幾乎是無解的。但馮占軍博士認為，“如果這個中間件在開發過程中，有使用公司的工程師深度參與，提出需求并一起實施，會好一些”。

此外，殷瑋在一篇文章提到，使用AUTOSAR這樣的中間件，Tier 1們應該是很不情愿的，“因為不到增加了成本，還有可能逐步淪為硬件生產商”。但這個也不能說是中間件的鍋，在軟件定義汽車大大趨勢下，這幾乎是必然的。

二．常見的基本概念

1. AUTOSAR CP 與 AUTOSAR AP

在所有的中間件方案中，最著名的非AUTOSAR莫屬了。

嚴格地說，AUTOSAR并非特指由某一家軟件公司開發出來的某款操作系統或中間件產品，而是由全球的主要汽車生產廠商、零部件供應商、軟硬件和電子工業等企業共同制定的汽車開放式系統架構標準。不過，在實踐中，各公司基于AUTOSAR標準開發出來的中間件也被被稱為“AUTOSAR”。

當前，AUTOSAR可分為Classic Platform和Adaptive Platform兩個平臺，兩者分別被簡稱為AUTOSAR CP與AUTOSAR AP。

簡單地說，AUTOSAR CP主要跑在8bit、16bit、32bit的MCU上，對應傳統的車身控制、底盤控制、動力系統等功能，如果涉及到自動駕駛的話，AUTOSAR CP可能無法實現；而AUTOSAR AP主要跑在64bit以上的高性能MPU/SOC上，對應自動駕駛的高性能電子系統。

嚴格地說，AUTOSAR CP并不只是個“中間件”，它是相當于“OS內核+中間件”的一套完整的“操作系統”。 AUTOSAR CP定義了基本的上層任務調度、優先級調度等。

在基于分布式架構的ADAS功能中，AUOTSAR CP便是最常見的“操作系統”。在AUTOSAR的生態形成后，很多芯片廠商的MCU上標配的就是AUTOSAR CP，主機廠沒有什么選擇權。

由于分布式架構下的芯片主要是MCU，因此，便有了“AUTOSAR CP主要跑在MCU上”的說法。

在分布式架構下，不同的功能對應著不同的MCU，而每一個MCU上都需要跑一套AUTOSAR CP，若傳感器的類型比較多，則僅ADAS相關功能就需要很多套AUTOSAR CP，那怎么收費呢？

常規的做法是：根據MCU的類型來收費——如果MCU是兩個異構的MCU，那AUTOSAR CP就按兩套來收費；如果MCU是同構的，那AUTOSAR CP就按一套來收費。

隨著EE架構從分布式向集中式演進、芯片由MCU向SOC演進，計算量及通信量成數量級地上升，另外，多核處理器、GPU、FPGA以及專用買粉絲的需求，還有OTA等，都超出了AUTOSAR CP的支持范圍。

（圖片摘自安志鵬的直播課）

2017年，為更好地滿足集中式架構+SOC時代的高等級自動駕駛對中間件的需求，AUTOSAR聯盟推出了通信能力更強、軟件可配置性更靈活、安全機制要求更高的AUTOSAR AP平臺。

需要強調的是，不同于AUTOSAR CP自身已經包含了基于OSEK標準的OS，AUTOSAR AP只是一個跑在Lunix、QNX等基于POSIX標準的OS上面的中間件——它自身并不包含OS。

結合aFakeProgramer于2020年發表在CSDN上的《為什么要用AP？Adaptive AutoSAR到底給企業提供了一些什么？》一文及東軟睿馳安志鵬在2022年春節前的一場直播中講的內容，AUTOSAR CP與AUTOSAR AP最主要的區別有如下幾點：

1）.編程語言不同——AUTOSAR CP基于C語言，而AUTOSAR AP基于C++語言；

2）.架構不同——AUTOSAR CP 采用的是FOA架構（function-oriented architecture），而AUTOSAR AP采用的則是SOA架構（service-oriented architecture）；

3）.通信方式不同——AUTOAR CP采用的是基于信號的靜態配置通信方式（LIN\CAN...通信矩陣），而AUTOSAR AP采用的是基于服務的SOA動態通信方式（SOME/IP）；

4）.連接關系不同——在AUTOSAR CP中，硬件資源的連接關系受限于線束的連接，而在AUTOSAR AP中，硬件資源間的連接關系虛擬化，不局限于通信線束的連接關系；

5）.調度方式不同——AUTOSAR CP采用固定的任務調度配置，模塊和配置在發布前進行靜態編譯、鏈接，按既定規則順序執行，而AUTOSAR CP則支持多種動態調度策略，服務可根據應用需求動態加載，并可進行單獨更新。

6）.代碼執行和地址空間不同——AUTOSAR CP中，大部分代碼靜態運行在ROM，所有application共用一個地址空間，而在AUTOSAR AP中，應用加載到RAM運行，每個application獨享（虛擬）一個地址空間。

這些區別，帶給AUTOSAR AP的優勢有如下幾點——

1）.ECU更加智能：基于SOA通信使得AP中ECU可以動態的同其他ECU同其他ECU進行連接，提供或獲取服務；

2）.更強大的計算能力：基于SOA架構使得AP能夠更好地支持多核、多ECU、多SoCs并行處理，從而提供更強大的計算能力；

3).更加安全：基于SOA架構使得AP中各個服務模塊獨立，可獨立加載，IAM管理訪問權限；

4).敏捷開發：Adaptive AUTOSAR服務不局限于部署在ECU本地可分布于車載網絡中，使得系統模塊可靈活部署，后期也能靈活獨立更新（FOTA）；

5).高通信帶寬：可實現基于Ether買粉絲等高通信帶寬的總線通信；

6).更易物聯：基于以太網的SOA通信，更易實現無線、遠程、云連接，方便部署V-2-X應用。

（圖片摘自東軟睿馳）

當然了，在某些方面，AUTOSAR AP與AUTOSAR CP相比是有一些“劣勢”的。比如，AUTOSAR CP的時延可低至微秒級、功能安全等級達到了ASIL-D，硬實時；而AUTOSAR AP的時延則在毫秒級，功能安全等級則為ASIL-B，軟實時。

上述區別也導致了兩者應用領域的不同：AUTOSAR CP一般應用在對實時性和功能安全

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