在“軟件定義汽車”時(shí)代，隨著汽車軟件功能漸趨多樣化，硬件和軟件組件之間的通信和交互開(kāi)始變得復(fù)雜。如今，一輛汽車可能負(fù)載百余個(gè)電子控制單元（ECU），它們分別控制著包括動(dòng)力轉(zhuǎn)向、溫度控制和安全氣囊等在內(nèi)的多種軟件功能。

那么問(wèn)題來(lái)了，如果需要遠(yuǎn)程OTA更新一次系統(tǒng)，豈不是要對(duì)這100多個(gè)ECU分別進(jìn)行獨(dú)立編程？這聽(tīng)起來(lái)不僅不切實(shí)際，成本也非常高昂。

面對(duì)這一挑戰(zhàn)，作為運(yùn)行在操作系統(tǒng)與應(yīng)用程序之間的“橋梁”層，中間件（Middleware）成為釋放“軟件生產(chǎn)力”的關(guān)鍵。

What is 中間件？

中間件在IT和其他行業(yè)中已經(jīng)存在多年，正因?yàn)樗挥诓僮飨到y(tǒng)與應(yīng)用程序?qū)又g，所以被稱作“中間件”。

就像車輛“USB適配器”一樣，中間件通過(guò)接口標(biāo)準(zhǔn)化，使各種設(shè)備都能統(tǒng)一連接，解決了不同種類軟件和硬件平臺(tái)之間的“交流障礙”，讓設(shè)計(jì)、構(gòu)建、測(cè)試、部署和更新應(yīng)用程序變得更加容易。

中間件 How to work？

將軟件從硬件中分離

開(kāi)發(fā)不再深陷“底層”

中間件能夠?qū)崿F(xiàn)基于服務(wù)的架構(gòu)，其中軟件服務(wù)是模塊化的，可在不同的車型或平臺(tái)上復(fù)用。之所以能實(shí)現(xiàn)，是因?yàn)橹虚g件憑借“中間”位置，可以將應(yīng)用程序從硬件中分離出來(lái)，專注于高級(jí)功能，而非底層硬件細(xì)節(jié)，實(shí)現(xiàn)了信號(hào)層與應(yīng)用程序?qū)拥姆蛛x。

這意味著開(kāi)發(fā)人員在編寫應(yīng)用程序時(shí)無(wú)需編寫與車輛各設(shè)備進(jìn)行通信的指令，只需在更高級(jí)別與中間件的接口進(jìn)行通信，然后由中間件處理其余工作。

協(xié)同多應(yīng)用和操作系統(tǒng)

讓車內(nèi)“溝通”變簡(jiǎn)單

作為“溝通橋梁”，中間件通過(guò)實(shí)現(xiàn)軟硬件應(yīng)用程序接口的標(biāo)準(zhǔn)化，并充當(dāng)轉(zhuǎn)換器，以確保各種應(yīng)用程序、各類硬件系統(tǒng)間進(jìn)行有效通信，而無(wú)需針對(duì)每個(gè)特定組件進(jìn)行定制。

支持不同應(yīng)用程序間通信

車輛應(yīng)用程序使用多種數(shù)據(jù)格式和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行通信。其中，應(yīng)用程序編程接口（API）負(fù)責(zé)管理軟件組件間的數(shù)據(jù)流，而中間件則通過(guò)管理不同系統(tǒng)之間的通信，確保API能夠通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)議與硬件有效通信。

假設(shè)OEM想要通過(guò)信息娛樂(lè)系統(tǒng)來(lái)控制車內(nèi)溫度，當(dāng)用戶選擇溫度時(shí)，信息娛樂(lè)應(yīng)用程序不用知道溫度控制的機(jī)制，只需將用戶命令告知中間件即可。接著，中間件會(huì)根據(jù)根據(jù)特定的硬件和I/O轉(zhuǎn)換這些命令，并將信號(hào)發(fā)送到壓縮機(jī)、風(fēng)扇和擋板等設(shè)備上，最終實(shí)現(xiàn)溫度調(diào)節(jié)。

支持不同操作系統(tǒng)間通信

除了助力應(yīng)用程序通信外，汽車中間件對(duì)于實(shí)現(xiàn)車輛操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件之間的通信也至關(guān)重要。它能夠?qū)崿F(xiàn)車輛軟件架構(gòu)中不同組件之間的通信和數(shù)據(jù)交換：包括同一操作系統(tǒng)的不同應(yīng)用程序之間、同一ECU上的不同操作系統(tǒng)之間，以及不同ECU之間。

以安波福的車輛中央控制器（CVC）為例，它可以同時(shí)運(yùn)行包括Linux、AUTOSAR classic和實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)（如VxWorks）等在內(nèi)的多個(gè)操作系統(tǒng)，中間件讓這些不同操作系統(tǒng)上的應(yīng)用程序，實(shí)現(xiàn)了無(wú)縫通信。

Why 中間件受青睞？

中間件為何能夠得到汽車軟件開(kāi)發(fā)人員的青睞？答案不僅在于它的技術(shù)能力，更在于它賦予了開(kāi)發(fā)者更多“自由度”。

測(cè)試前置，開(kāi)發(fā)提速

由于中間件將軟件和硬件開(kāi)發(fā)分離，開(kāi)發(fā)人員可以更早開(kāi)啟軟件測(cè)試環(huán)節(jié)，從而以更快的速度創(chuàng)建新功能，有助于更快地發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤、降低成本并加快產(chǎn)品上市時(shí)間。

而中間件管理不同系統(tǒng)之間的通信，也意味著開(kāi)發(fā)人員可以專注于為消費(fèi)者創(chuàng)造積極的用戶體驗(yàn)，而無(wú)需關(guān)注集成層面。

容器編排，高效集成

值得一提的是，中間件可以促進(jìn)容器編排，使開(kāi)發(fā)人員能夠以模塊化的方式管理和更新應(yīng)用程序，而不必?fù)?dān)心系統(tǒng)內(nèi)的依賴關(guān)系。同時(shí)，借助車載容器編排器，應(yīng)用程序還可以相互獨(dú)立的部署、更新和測(cè)試，增強(qiáng)了軟件開(kāi)發(fā)進(jìn)程的敏捷性。

例如，開(kāi)發(fā)人員可以在不中斷整個(gè)車輛系統(tǒng)進(jìn)程的情況下，為新功能創(chuàng)建獨(dú)立的測(cè)試環(huán)境，并進(jìn)行實(shí)時(shí)模擬和無(wú)線更新。這種基于容器的方法由于隔離了潛在問(wèn)題，降低了整體測(cè)試的復(fù)雜度，可以確保更快的集成和測(cè)試。

安波福和風(fēng)河更是將中間件視為端到端解決方案的一部分，將中間件、操作系統(tǒng)和虛擬機(jī)管理程序整合為一個(gè)集成解決方案，以加速軟件開(kāi)發(fā)并提高軟件重用率。在該方案的助力下，OEM可以花更少的時(shí)間用于集成，從而將更多精力投入到設(shè)計(jì)能夠增加品牌競(jìng)爭(zhēng)力的功能上。