在“軟件定義汽車”時代，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始變得復雜。如今，一輛汽車可能負載百余個電子控制單元（ECU），它們分別控制著包括動力轉向、溫度控制和安全氣囊等在內的多種軟件功能。

那么問題來了，如果需要遠程OTA更新一次系統(tǒng)，豈不是要對這100多個ECU分別進行獨立編程？這聽起來不僅不切實際，成本也非常高昂。

面對這一挑戰(zhàn)，作為運行在操作系統(tǒng)與應用程序之間的“橋梁”層，中間件（Middleware）成為釋放“軟件生產力”的關鍵。

What is 中間件？

中間件在IT和其他行業(yè)中已經存在多年，正因為它位于操作系統(tǒng)與應用程序層之間，所以被稱作“中間件”。

就像車輛“USB適配器”一樣，中間件通過接口標準化，使各種設備都能統(tǒng)一連接，解決了不同種類軟件和硬件平臺之間的“交流障礙”，讓設計、構建、測試、部署和更新應用程序變得更加容易。

中間件 How to work？

將軟件從硬件中分離

開發(fā)不再深陷“底層”

中間件能夠實現基于服務的架構，其中軟件服務是模塊化的，可在不同的車型或平臺上復用。之所以能實現，是因為中間件憑借“中間”位置，可以將應用程序從硬件中分離出來，專注于高級功能，而非底層硬件細節(jié)，實現了信號層與應用程序層的分離。

這意味著開發(fā)人員在編寫應用程序時無需編寫與車輛各設備進行通信的指令，只需在更高級別與中間件的接口進行通信，然后由中間件處理其余工作。

協同多應用和操作系統(tǒng)

讓車內“溝通”變簡單

作為“溝通橋梁”，中間件通過實現軟硬件應用程序接口的標準化，并充當轉換器，以確保各種應用程序、各類硬件系統(tǒng)間進行有效通信，而無需針對每個特定組件進行定制。

支持不同應用程序間通信

車輛應用程序使用多種數據格式和標準進行通信。其中，應用程序編程接口（API）負責管理軟件組件間的數據流，而中間件則通過管理不同系統(tǒng)之間的通信，確保API能夠通過標準化協議與硬件有效通信。

假設OEM想要通過信息娛樂系統(tǒng)來控制車內溫度，當用戶選擇溫度時，信息娛樂應用程序不用知道溫度控制的機制，只需將用戶命令告知中間件即可。接著，中間件會根據根據特定的硬件和I/O轉換這些命令，并將信號發(fā)送到壓縮機、風扇和擋板等設備上，最終實現溫度調節(jié)。

支持不同操作系統(tǒng)間通信

除了助力應用程序通信外，汽車中間件對于實現車輛操作系統(tǒng)和應用軟件之間的通信也至關重要。它能夠實現車輛軟件架構中不同組件之間的通信和數據交換：包括同一操作系統(tǒng)的不同應用程序之間、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，它可以同時運行包括Linux、AUTOSAR classic和實時操作系統(tǒng)（如VxWorks）等在內的多個操作系統(tǒng)，中間件讓這些不同操作系統(tǒng)上的應用程序，實現了無縫通信。

Why 中間件受青睞？

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

測試前置，開發(fā)提速

由于中間件將軟件和硬件開發(fā)分離，開發(fā)人員可以更早開啟軟件測試環(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)現錯誤、降低成本并加快產品上市時間。

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

容器編排，高效集成

值得一提的是，中間件可以促進容器編排，使開發(fā)人員能夠以模塊化的方式管理和更新應用程序，而不必擔心系統(tǒng)內的依賴關系。同時，借助車載容器編排器，應用程序還可以相互獨立的部署、更新和測試，增強了軟件開發(fā)進程的敏捷性。

例如，開發(fā)人員可以在不中斷整個車輛系統(tǒng)進程的情況下，為新功能創(chuàng)建獨立的測試環(huán)境，并進行實時模擬和無線更新。這種基于容器的方法由于隔離了潛在問題，降低了整體測試的復雜度，可以確保更快的集成和測試。

安波福和風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)和虛擬機管理程序整合為一個集成解決方案，以加速軟件開發(fā)并提高軟件重用率。在該方案的助力下，OEM可以花更少的時間用于集成，從而將更多精力投入到設計能夠增加品牌競爭力的功能上。