03 | 芯片: 长文详解智能汽车的心脏SoC与安全岛(Safety Island)设计
04 | 芯片: 从裸机到智驾操作系统OS - 关于汽车OS必须知道的事
05 | 芯片: 万字详解不同的E/E架构下，我们需要什么的汽车操作系统OS?
图片来源: Apex.AI
那么问题来了:
在当下汽车电子电气架构集中化的大背景下，中间件的意义有什么变化?
为什么突然感觉大家都在卷中间件？
提供ECU内部及跨ECU之间的通信功能
调度任务管理功能
也就是给Runnable提供相应的数据和资源，并实现任务触发，映射到OS Task上去。
高性能计算支持：中间件需要优化调度算法，以处理多个复杂功能集成在一个或多个域控制器中的情况，特别是在自动驾驶系统、智能座舱等高计算负载场景下。
虚拟化支持：为了隔离不同功能域(如动力总成和信息娱乐系统)，中间件需要支持虚拟化技术，允许多个操作系统和应用程序在同一硬件上运行。
统一的通信协议支持：中间件需要支持不同的通信协议(如CAN、LIN、以太网)之间的无缝交互，同时保证数据的可靠性和实时性。这种“桥梁”功能变得更加复杂，因为数据流量增加，系统间通信更加密集。
服务化架构（SOA）：在SDV中，功能被抽象为服务，中间件需要支持服务化架构，将传统的信号传输模式转变为面向服务的通信，允许不同软件模块按需访问功能或数据。
多核调度与任务并行处理：中间件需要支持高效的多核任务调度，确保在复杂计算场景下合理分配计算负载，提升整体性能。
加速器调度与优化：对于自动驾驶的感知和决策功能，GPU和专用加速器的使用越来越多。中间件需要管理这些异构硬件的资源调用，确保计算任务能够充分利用硬件加速能力。
差异化更新：中间件能够支持只更新特定模块或功能，而不需要整个系统重新编译和部署，减少停机时间和更新风险。
版本管理与回滚功能：中间件必须具备版本控制和回滚功能，确保在更新过程中出现问题时，系统能够自动恢复到以前的稳定版本，保障系统安全性。
例如:
实时调度与任务优先级管理：为了满足自动驾驶或其他安全关键功能的严格实时性要求，中间件必须提供实时任务调度和优化机制，确保关键任务得到优先处理，减少延迟和上下文切换的影响。
安全架构增强：SDV的开放性使汽车面临更多的网络安全威胁。中间件需要实现增强的安全管理机制，如访问控制、数据加密、认证与防护机制等，以应对潜在的黑客攻击或数据泄露风险。
第二个问题，中间件这些年为什么又火了? 为什么大家都在卷中间件?
不知道朋友们有没有注意到，这两年中间件突然火起来了，并且大多都是和自动驾驶放，智能驾舱联系在一起。突然间，不管是芯片制造商，还是基础软件供应商，甚至OEM，都在强调中间件有多么重要，纷纷开始自研中间件，中间件突然就成了香饽饽，为什么会这样呢? 在集中式电子电气架构下，中间件有什么新的意义吗?
个人觉得，主要原因还是在于，汽车智能化以及电子电气架构集中化，导致的中间件作用的突显，以及各家对新兴领域的争夺。
具体来讲，我们可以从以下几个方面谈起:
1. 集中式电子电气架构下硬件的异构(SoC)
在集中式的电子电气架构下，为了实现不同的软件需求，控制器硬件异构SoC成为趋势，不同的硬件组件(例如，CPU, GPU, DSP, AI加速器等)被集成到一起，而这些硬件组件大多基于不同的协议或标准，这时候就需要中间件的存在，作为一个抽象层，统一不同组件的接口，促进异构系统的集成，从而降低开发难度和成本。
中间件通过抽象不同的异构硬件，使得在控器内部及跨控制器之间的数据传输、协议的转换和消息的分发成为可能，确保各个软件模块都能够高效地互相沟通。
2. 基于服务的架构(SOA)实现需求
在汽车智能化背景下，汽车软件复杂骤增，软件组件之间交互也更加复杂。基于服务的架构SOA通过将功能模块化为独立的服务，并通过标准化的服务接口来进行相互通信，使得每个服务可以独立开发、测试和部署，从而降低了系统的复杂性，并简化了软件的开发和维护。
汽车智能化，尤其是自动驾驶系统集成了大量的传感器、摄像头、雷达和通信设备，以及复杂的算法，如感知、规划、控制等，这些算法对计算资源，尤其是数据吞吐量和通信效率的要求非常高，传统的中间件无法满足这一需求，需要开发新的通讯中间件，实现更高效的通讯。
自动驾驶系统对实时性和安全性有极高的要求，中间件能够提供必要的支持。例如，通过优先级管理来确保关键任务的实时执行，或者通过数据加密和访问控制来保障系统安全。
为了保持竞争力和降低成本，汽车OEM需要保持软件平台化，模块化，不断更新，以提升车辆的性能和功能。中间件的存在使得软件和硬件松解耦，使得这一需求成为可能。 汽车软件动态更新成为常态，以自动驾驶系统为例，其技术一直处于不断演进的过程，需要频繁的软件功能更新和扩展。中间件能够帮助汽车厂商更轻松地部署软件更新，支持模块化设计，使得新功能可以在不影响其他部分的情况下进行集成和测试。
在分布式架构下，汽车嵌入式解决方案很唯一，说白了就是Classic AUTOSAR，由不同的软件供应商，例如Vector，ETAS等国外供应商，根据Classic AUTOSAR标准，开发相应的基础软件并配以完整的开发工具链，基本上一条龙服务，所以这块内容非常成熟，对实时性，安全性的要求很高，所以基本上被外国的大的软件供应商垄断。 在汽车智能化背景下，域集中或中央电子电气架构成为发展趋势，车辆软件复杂性，数据吞吐量骤然提升，基于服务的架构成为主流，虽然Adaptive AUTOSAR的推出，在一定程度上弥补了Classic AUTOSAR的不足，但是这块内容相对比较空白，行业内还没有形成统一的软件架构标准和技术解决方案，各家都处于积极尝试的阶段，在满足自身产品需求的同时，也在试图占领更多市场。 目前国内汽车智能化发展速度较快，在一定程度上，站在了技术发展的最前沿，各家都在致力新的汽车软件架构的发展，这也是打破国外垄断的新机遇。
虽然目前汽车智能化软件架构相对处于百花齐放的状态，没有统一的行业标准和生态系统，但是内核操作系统，例如ROTS， Linux， ROS等，相对还是比较稳定，目前都是基于这些内核OS，这些内核OS已经经过很多时间的验证，生态及开发工具相对完善，完整开发的难度也非常大，所以内核OS上做文章的空间非常有限，难度较大，也没有太多的必要。 而作为广义操作系统组成的中间件，技术开发难度相对低，也和各家OEM应用层软件紧密相关，所以就成为了争逐之地，所以目前所谓自称自研汽车操作系统，实质上都是中间件的自研，毕竟在这么内卷的环境下，各家为了宣传都是用尽解数 ，说的天花乱坠。
一个字，绝！
但是，朋友们千万不要太当真！！！
----- 华丽的分割线，设为星标，好文不迷路 -----
写在最后:
芯片系列，中间件第一篇内容我们就聊完了，接下来会进一步给朋友介绍到底什么是中间件，如何工作，如何开发，希望能够给朋友们对其带来更多理解。
END
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