软件定义汽车时代为什么中间件受青睐

在“软件定义汽车”时代，随着汽车软件功能渐趋多样化，硬件和软件组件之间的通信和交互开始变得复杂。如今，一辆汽车可能负载百余个电子控制单元（ECU），它们分别控制着包括动力转向、温度控制和安全气囊等在内的多种软件功能。

那么问题来了，如果需要远程OTA更新一次系统，岂不是要对这100多个ECU分别进行独立编程？这听起来不仅不切实际，成本也非常高昂。

面对这一挑战，作为运行在操作系统与应用程序之间的“桥梁”层，中间件（Middleware）成为释放“软件生产力”的关键。

What is 中间件？

中间件在IT和其他行业中已经存在多年，正因为它位于操作系统与应用程序层之间，所以被称作“中间件”。

就像车辆“USB适配器”一样，中间件通过接口标准化，使各种设备都能统一连接，解决了不同种类软件和硬件平台之间的“交流障碍”，让设计、构建、测试、部署和更新应用程序变得更加容易。

中间件 How to work？

将软件从硬件中分离

开发不再深陷“底层”

中间件能够实现基于服务的架构，其中软件服务是模块化的，可在不同的车型或平台上复用。之所以能实现，是因为中间件凭借“中间”位置，可以将应用程序从硬件中分离出来，专注于高级功能，而非底层硬件细节，实现了信号层与应用程序层的分离。

这意味着开发人员在编写应用程序时无需编写与车辆各设备进行通信的指令，只需在更高级别与中间件的接口进行通信，然后由中间件处理其余工作。

协同多应用和操作系统

让车内“沟通”变简单

作为“沟通桥梁”，中间件通过实现软硬件应用程序接口的标准化，并充当转换器，以确保各种应用程序、各类硬件系统间进行有效通信，而无需针对每个特定组件进行定制。

支持不同应用程序间通信

车辆应用程序使用多种数据格式和标准进行通信。其中，应用程序编程接口（API）负责管理软件组件间的数据流，而中间件则通过管理不同系统之间的通信，确保API能够通过标准化协议与硬件有效通信。

假设OEM想要通过信息娱乐系统来控制车内温度，当用户选择温度时，信息娱乐应用程序不用知道温度控制的机制，只需将用户命令告知中间件即可。接着，中间件会根据根据特定的硬件和I/O转换这些命令，并将信号发送到压缩机、风扇和挡板等设备上，最终实现温度调节。

支持不同操作系统间通信

除了助力应用程序通信外，汽车中间件对于实现车辆操作系统和应用软件之间的通信也至关重要。它能够实现车辆软件架构中不同组件之间的通信和数据交换：包括同一操作系统的不同应用程序之间、同一ECU上的不同操作系统之间，以及不同ECU之间。

以安波福的车辆中央控制器（CVC）为例，它可以同时运行包括Linux、AUTOSAR classic和实时操作系统（如VxWorks）等在内的多个操作系统，中间件让这些不同操作系统上的应用程序，实现了无缝通信。

Why 中间件受青睐？

中间件为何能够得到汽车软件开发人员的青睐？答案不仅在于它的技术能力，更在于它赋予了开发者更多“自由度”。

测试前置，开发提速

由于中间件将软件和硬件开发分离，开发人员可以更早开启软件测试环节，从而以更快的速度创建新功能，有助于更快地发现错误、降低成本并加快产品上市时间。

而中间件管理不同系统之间的通信，也意味着开发人员可以专注于为消费者创造积极的用户体验，而无需关注集成层面。

容器编排，高效集成

值得一提的是，中间件可以促进容器编排，使开发人员能够以模块化的方式管理和更新应用程序，而不必担心系统内的依赖关系。同时，借助车载容器编排器，应用程序还可以相互独立的部署、更新和测试，增强了软件开发进程的敏捷性。

例如，开发人员可以在不中断整个车辆系统进程的情况下，为新功能创建独立的测试环境，并进行实时模拟和无线更新。这种基于容器的方法由于隔离了潜在问题，降低了整体测试的复杂度，可以确保更快的集成和测试。

安波福和风河更是将中间件视为端到端解决方案的一部分，将中间件、操作系统和虚拟机管理程序整合为一个集成解决方案，以加速软件开发并提高软件重用率。在该方案的助力下，OEM可以花更少的时间用于集成，从而将更多精力投入到设计能够增加品牌竞争力的功能上。