自動駕駛中間件：量產落地的關鍵技術

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對于初入自動駕駛行業的人來說，各色各樣的新型傳感器、線控系統、芯片域控制器、算法軟件似乎是自動駕駛未來實現的重中之重，對于中間件大多數人可能都不太熟悉，有些甚至從未聽說過其存在。但中間件卻也是極為重要的一環，它一定程度上決定了自動駕駛這件事能不能真正落地。尤其是隨著自動駕駛產業化進程的深入，量產紛紛被各家企業提上日程，越來越多人意識到中間件的重要性和必要性。

何為自動駕駛中間件

中間件是介于應用系統和系統軟件之間的一類軟件，它使用系統軟件所提供的基礎服務，銜接網絡上應用系統的各個部分或不同的應用，能夠達到資源共享、功能共享的目的。

自動駕駛的中間件，也屬于廣義上的操作系統，但是它和QNX、Linux這些底層系統并不一樣。本質上它是介于上層應用和底層系統之間的一套軟件框架，是對軟硬件資源進行管理、分配和調度的平臺，充當著軟件和硬件解耦的關鍵角色。它為上層的應用軟件提供開發和運行所需的環境，方便開發者快速、高效、靈活地開發和集成自動駕駛軟件。

中間件的主要任務是負責各類應用軟件模塊之間的通信以及對系統資源的調度。它的優點，是可以大大降低應用層軟件的開發難度，使研發工程師可以完全把注意力集中到功能算法的開發上。總的來說，中間件是整個軟件架構的核心組成部分。

自動駕駛為什么需要中間件

中間件存在的最重要的功能便是通過對計算平臺、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，從而極大提升算法開發效率。

對于軟件開發者來說，智能駕駛中間件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。

在自動駕駛領域，中間件的功能涉及到通信、模塊升級、任務調度、執行管理，但其最主要的功能還是通信。通信中間件的引入整體上可以幫助開發人員提高工作效率。

通信中間件初探

通信中間件非常重要，也是目前各家智能駕駛企業非常關注與重視的方向。目前通信中間件主要有SOME/IP，DDS和MQTT。現階段，SOME/IP和DDS是自動駕駛上用得最多的兩類通信中間件。二者都是面向服務的通信協議，都采用了“以數據為中心”的發布-訂閱模式。SOME/IP在汽車領域深耕的時間比較長，而DDS則是一個工業級別的強實時的通信標準。

應用在自動駕駛上，DDS具備了高度的靈活性和擴展性、實現軟硬件解偶、多種QoS（質量服務策略）、豐富的應用場景等特點，也漸漸被行業人員所了解與接受。事實上，DDS和SOME/IP盡管存在競爭關系，但也是可以共存的。有的主機廠既用了DDS，也用了SOME/IP，只是使用的場景不一樣——有時候是在一個核上的進程之間進行通信，有時候是核與核之間進行通信，有的時候是域控制器和其他的車載娛樂系統進行通信等等。

目前在多數企業中，由于SOME/IP本身就是為汽車行業制定的通信標準，因此SOME/IP在之前的使用率會稍微高一些，DDS也是近兩年才慢慢被多家的造車新勢力和傳統主機廠所采納。但從趨勢來看，未來，DDS的市場占有率較于SOME/IP是具備明顯優勢的。

中間件在自動駕駛中的機會

開發自動駕駛的中間件，就像是修公路一樣，如果修得寬、修得好，那它能通行的車也會越多，通行的速度也會更快。如果中間件能打下一個好的基礎，那么整個自動駕駛方案開發和應用的質量、效率也都會有不錯的保障。

自動駕駛需要接收不同的傳感器信號，然后進行感知、規劃和控制，并由轉向、油門和制動這些硬件系統來完成整個過程。所以自動駕駛的中間件會涉及到ECU管理、傳感器管理、車輛模型管理、通信管理、任務管理、數據管理、安全管理、診斷管理、OTA管理、可視化管理。

自動駕駛的應用有著高可靠、高性能、高并發以及模塊化的需求特征，而實時、安全、開放的自動駕駛中間件平臺是實現這些的關鍵之一，同時也是推動“軟件定義汽車”的重要基礎。

在現階段，國外廠商和開源中間件占據了絕大部分的市場份額。但是未來國產第三方軟件廠商的機會正在來臨。由于中間件行業特殊，多數時候需要針對不同客戶的不同需求進行針對性的改造與適配，這對于國外廠商來說技術支持很難跟上，往往只是提供一系列不可更改的整套解決方案，對于開發者非常不友好。國產廠商可以抓住這個痛點，來更好地服務好客戶，從而打開國產化的大門。

總結

對于想要量產智能駕駛功能的主機廠來說，中間件是必不可缺的，而自研不僅耗時耗力，消費者也很難直觀感受到其成果，因此最好的方法便是與第三方軟件廠商合作，而自身專注于智能駕駛算法功能的實現上。而隨著中間件標準的逐漸規范，客戶的逐漸增多，中間件未來的前景也非常光明，作為自動駕駛落地的關鍵技術，將會引來越來越多廠家的關注。

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