自动驾驶中间件

Reference：

1. 自动驾驶中间件：量产落地的关键技术
2. 通俗易懂的告诉你什么是中间件

对于初入自动驾驶行业的人来说，各色各样的新型传感器、线控系统、芯片域控制器、算法软件似乎是自动驾驶未来实现的重中之重，对于中间件大多数人可能都不太熟悉，有些甚至从未听说过其存在。但中间件却也是极为重要的一环，它一定程度上决定了自动驾驶这件事能不能真正落地。尤其是随着自动驾驶产业化进程的深入，量产纷纷被各家企业提上日程，越来越多人意识到中间件的重要性和必要性。

1. 什么是中间件

维基百科这样定义：中间件是一类提供系统软件和应用软件之间连接、便于软件各部件之间的沟通的软件，应用软件可以借助中间件在不同的技术架构之间共享信息与资源、中间件位于客户机服务器的操作系统之上，管理着计算资源和网络通信。

通过定义我们可以总结判断出：

• 中间件是软件；
• 系统软件和应用软件之间、软件各部件之间；
• 管理客户机与系统软件之间的计算资源和网络通信；
• 中间件为应用软件服务、应用软件为最终用户服务，最终用户并不直接使用中间件。

2. 中间件的分类

基于中间件的功能特点等，中间件可以分为基础中间件、集成中间件和行业领域应用平台。

类型名称	分类描述
基础中间件	包括交易中间件、消息中间件、应用服务器中间件等，主要用于节点之间、应用于服务器之间的互联互通、交易请求的高效处理，Web应用的构建等，基础中间件产品是构建分布式应用的基础
集成中间件	主要用于异构系统（如不同的数据库系统、业务应用系统等）之间进行资源整合，以实现互联互通、数据共享、业务流程系统统一等功能，并构建灵活可扩展的分布式企业应用
行业领域应用平台	为了满足特定的行业、企业需求，易于快速、方便地的构建应用，而在原有基础中间件、集成中间等的基础之上所开发的中间件，根据所提供的服务不同，行业领域应用平台包括文件交换管理、数据共享交换、支持云计算和物联网的平台中间件等

3. 自动驾驶为什么需要中间件

中间件存在的最重要的功能便是通过对计算平台、传感器等资源进行抽象，对算法、子系统、功能采取模块化的管理，并提供统一接口，让开发人员能够专注于各自业务层面的开发，无需了解无关细节，从而极大提升算法开发效率。

对于软件开发者来说，智能驾驶中间件使开发者们无需考虑底层的 OS 内核是什么，也无需考虑硬件环境是什么，即不仅实现了应用软件与 OS 的解耦，也实现了应用软件与硬件的解耦；而后者则确保了数据能够安全实时地传输、资源进行合理的调度。

在自动驾驶领域，中间件的功能涉及到通信、模块升级、任务调度、执行管理，但其最主要的功能还是通信。通信中间件的引入整体上可以帮助开发人员提高工作效率，接下来将聊聊通信中间件：

(比如 ROS 在自动驾驶开发中，属于中间件的层级，本身具有完备的客户端，并且提供了丰富的函数接口，可以很好地适配上下层不同的应用和下层的通信。ROS 属于中间件，但是中间件的概念很泛化，ROS 属于中间件但是不属于通信中间件)

4. 通信中间件

通信中间件非常重要，也是目前各家智能驾驶企业非常关注与重视的方向。目前通信中间件主要有 SOME/IP，DDS 和 MQTT。现阶段，SOME/IP 和 DDS 是自动驾驶上用得最多的两类通信中间件。二者都是面向服务的通信协议，都采用了“以数据为中心”的发布-订阅模式。SOME/IP 在汽车领域深耕的时间比较长，而 DDS 则是一个工业级别的强实时的通信标准。

应用在自动驾驶上，DDS 具备了高度的灵活性和扩展性、实现软硬件解偶、多种 QoS(质量服务策略)、丰富的应用场景等特点，也渐渐被行业人员所了解与接受。事实上，DDS 和 SOME/IP 尽管存在竞争关系，但也是可以共存的。有的主机厂既用了 DDS，也用了 SOME/IP，只是使用的场景不一样——有时候是在一个核上的进程之间进行通信，有时候是核与核之间进行通信，有的时候是域控制器和其他的车载娱乐系统进行通信等等。

目前在多数企业中，由于 SOME/IP 本身就是为汽车行业制定的通信标准，因此 SOME/IP 在之前的使用率会稍微高一些，DDS 也是近两年才慢慢被多家的造车新势力和传统主机厂所采纳。但从趋势来看，未来，DDS 的市场占有率较于SOME/IP是具备明显优势的。