中间件是软件定义汽车下E/E架构中的润滑剂和粘合剂

软件中间件是分布式应用软件在不同技术之间共享资源的系统软件或服务程序，可以屏蔽底层操作系统的复杂性，为程序开发人员提供简单而统一的开发环境。

SDV趋势下，汽车电子电气架构向集中式演进，软件中间件在此过程中可以充当“粘合剂和润滑剂”的角色。张健伟博士强调，软件中间件的开发是一个系统工程，不仅涉及软件模型的开发，更考验团队的综合能力，需要将前期设计、开发、测试到客户端交互等各项环节可能遇到的问题考虑在内。

张健伟博士 | 大陆集团中国软件与系统开发中心 系统架构

【资料图】

大陆集团中国软件与系统开发中心

以下是演讲内容整理：

在软件定义汽车的趋势下，我们认为中间件是汽车E/E架构中的润滑剂和粘合剂。另外在汽车软件中间件中，AUTOSAR是它的基石，只有遵循这样的框架才能更好的开展工作。

中间件正发挥承上启下的作用

汽车电子电气架构系统经过长时间的发展从原来自上而下的设计，逐渐演变成今天所谓的SDV或功能模块化、软硬件解耦化的设计架构。在传统汽车领域，整体的系统设计后，用户、场景、车辆的功能、EE架构、ECU的选型都是相对固化的，想再做改变就不那么灵活。其实Middleware一直都存在，只不过在SOA和软件定义汽车包括AUTOSAR的使能下，Middleware变得越来越厚，它可以充分解耦软硬件，使得用户场景，包括汽车的功能可配置，如可通过OTA去升级和激活车辆的功能。E/E架构也更灵活，ECU的选型根据后期客户和市场的需求也可以进行更换。

另一方面，AUTOSAR的架构被中国的OEM和供应商广泛认可和应用，基于AUTOSAR AP/CP开展相应的研发，在同一框架下进行开发合作凸显中间件的力量。由于中间件的加持，越来越多的机械传导机构实现了线控的理念。所谓线控的线就是中间件，通信中间件在中间发挥了连接控制和执行的作用。

在下图中，中间件把上车身和下车身解耦开来，可以看到上车身更多关注的是性能和算力，包括ADAS的算法、车内娱乐的实现等。对于上车身的开发更多的以软件和服务导向；下车身是传统的车身电子，以硬件和产品为导向。有了Middleware的加持，我们可以更好的解耦，解耦后可以让OEM和tier1与其他供应商共同开发，在同一框架下合作，增加开发的效率，系统模块的可移植性也大大提高了。

图源：大陆集团

针对Middleware范畴，不同的厂家有不同的理解。下图展示的是HPC软件架构的概览图，我们的理念中浅黄色作为背景的部分是Middleware，上部包括SOA中间件和通用的服务；下面是AUTOSAR的CP/AP、linux、QNX等操作系统；还包括复杂驱动和核间通信部分。从上层的服务，通信，支持应用，到下层的驱动，Middleware是承上启下的作用。

图源：大陆集团

基于上图的软件架构，我来阐述一下一些可以开展的业务范围：1红线以下部分是硬件为主导的部分；2是AUTOSAR CP等OS相关的配置和开发；3是整个Middleware的开发；4是APP应用开发的业务，不属于Middleware部分，可以是tier1或第三方负责开发，通过Middleware融合到整个系统；5我们表达的是集成服务，它有纵向的和横向的，对于纵向来说指的是底软和Middleware，以及客户应用集成的服务；横向是针对服务和应用的集成；6是在项目中，对于整体解决方案设计的系统工程。对于不同的客户需求，我们针对现有的硬件评估系统实现的可能性，包括基于资源、算力等各方面进行的评估与相应方案的输出。

下图是在不同SoC硬件架构中，middleware在其中的位置，黄色的部分我们认为是Middleware的范畴。无论是左边安全相关partition，中间性能partition，还是右边的视觉partition，有了中间件承上启下的作用后，SWC的重用性和可移植性都得到显著提升。

图源：大陆集团

如何让中间件更加出色？

我们认为中间件的开发不简单是软件工程或软件模块开发的问题，更多是系统工程的落地。它涉及到系统工程，软件工程，系统集成工程和客户工程。在中间件设计阶段涉及了项目管理、需求管理、软件架构的设计等工作；中间件开发过程涉及到软件开发、模块测试、集成测试等等；再往后到部署阶段，涉及了系统集成和测试、车端的测试、路测，对整体的Middleware、SWC和底层软件配套性、融合性反复的验证；客户端我们也会配备团队，保证Middleware在客户端顺利的落地，出现的实际问题反馈回我们工程团队加以修正，中间会经历很多迭代完善，以确保整个Middleware的顺利交付。

用中国文化中的阴阳鱼可以很好的表现Middleware所起到的润滑剂和粘合剂的关系。中间件贯穿上下、弥合了应用层和底层，我们认为它在E/E架构中发挥了润滑剂的作用：它可以硬件解耦，提高灵活性、扩展性，适用性更强，可升级。但是在工程实践中更难的部分的是粘合剂部分，即保证高性能、功能安全性、网络安全性、合规性和鲁棒性。下图中黑色部分是中间件润滑剂的部分，白色部分是粘合剂的部分，两部分就像太极阴阳鱼中的阴阳互生互长，我们希望在当中找到平衡以更好地实现工程落地，这也是大陆集团追求工程卓越的体现。

图源：大陆集团

综上所述，软件中间件可以大大提高SWC的可重用性、可移植性。另外，软件中间件的开发是系统性的工程，更多考验的是工程团队的综合能力，包括从前期的方案设计到开发、测试、客户端的交互等。卓越的工程能力是中间件成功交付的关键。我们认为AUTOSAR是中间件的基石和框架。我们将依托AUTOSAR框架追求更加卓越的中间件开发工程能力。

（以上内容来自大陆集团 中国软件与系统开发中心 系统架构张健伟博士于2023年3月14日-16日在2023第四届软件定义汽车论坛暨AUTOSAR中国日发表的《中间件是软件定义汽车下E/E架构中的润滑剂和粘合剂——AutoSAR是汽车软件中间件的基石》主题演讲。）

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