自动驾驶（八十四）---------中间件对比分析

很久没有写博客了，CSDN无故非法删了我第82篇，让我很恼火，一直提不起兴趣重新写一遍第82篇。但回初心，知识需要用自己的语言输出，所以今天对比分析自动驾驶中间件：

1. 中间件介绍

在自动驾驶架构中，中间件是重要部分，他是处在OS内核的上一层、功能软件的下一层的软件就是中间件，通用架构如下：

从功能角度看，中间件的的作用有很多，我简单总结：

通信模块：负责软件内部模块之间、车辆控制器间、外部系统等的通信；
诊断：监测车辆系统和组件，识别故障、错误状态，包括 DID ， DTC 等；
任务调度：执行系统、状态管理、执行步调，负责任务的初始化、启动、停止等；
Log ：运行过程中各种操作、事件和消息的记录，用于问题回溯、分析；
时间系统：为各软件模块提供精准的时间戳信息，支持数据融合，协同控制等；
Tools ：数据包的录制、播放、监控等；
Component ：提供应用程序运行框架组件；
安全措施： Crypto 和 Key 管理，提供通用密码操作和安全密钥管理的 API ；

从以上角度看，自动驾驶系统中，中间件是很重要的软件内容，绝对不是DEMO阶段理解的进程IPC。不妨再从另外一个角度来看中间件的重要性，在一个量产项目中到底中间件能决定什么内容呢，我总结出以下几点：

进程间通讯：各个模块之间需要大量数据交换，高效的 IPC 通讯是基础功能；
算法模块：所有算法模块需要适配中间件的框架和接口等，组成数据链路；
数据模块：内存数据组织、数采设备、数据存储、数据上传、保密机房、大数据处理都是基于中间件操作；
平台化：通过对传感器、计算平台等资源进行抽象，统一接口、屏蔽硬件和底层的差异；
功能安全认证：中间件作为重要的软件内容，好的中间件满足功能安全的等级要求。
其他功能：任务启停、时间同步、基础算法等都和中间件有关 ;

综上正反来看，中间件的重要性不言而喻，基本决定了整个系统的半壁江山，值得好好分析一下：

2. ROS2

要说中间件，估计ROS更加有名，ROS是一个开源的、灵活的、用于编写机器人软件的框架，设计理念是模块化和分布式的。灵活的支持多种语言，采用分布式通讯，拥有强大的工具支持。

ROS2相比ROS进行了改进，例如支持对设备，支持实时系统，没有Master节点限制，进行了规范的编程模型等，总之ROS2为自己向自动驾驶量产迈进了一步，但是量产需要包含但不限于上面节介绍的所有条件，所以ROS2依然无法摆脱浓厚的DEMO气质，离真正的自动驾驶量产还有很远。

3. CyberRT

都说百度起了个大早，赶了个晚集，但Apollo的开源，相关人员的大量毕业，还是为中国的自动驾驶打下了基础。为什么百度自动驾驶走不出来，我看是李彦宏还是没有极致的精神，内部官僚气息严重，可以理解的是：Google的Transformer作者全部离职，语言大模型也是赶了个晚集，自动驾驶不上不下，百度作为Google的学生，这样的结果也算一脉相承了。

Cyber RT是Apollo平台下一种基于ROS的开发框架，当时ROS2还没有推出，鉴于ROS1有很多缺点，例如：roscore的主节点限制；所以百度自研搞出来了CyberRT，确实比ROS离量产迈进一大步。

CyberRT基于开源的DDS协议，又使用开源Protobuf进行消息的序列化和反序列化，针对量产做了大量工作：

1.高性能：Cyber RT框架采用了多线程和多进程的并行计算模型，以实现高性能的并行数据处理和通信。

2.实时性：Cyber RT框架提供了精确的时间同步和事件触发机制，支持实时数据处理和任务调度。

3.可扩展性：Cyber RT框架采用模块化设计，允许用户通过组合和配置不同的模块来构建自定义应用程序；

4.工具支持：Cyber RT框架提供了一系列工具和库，包括可视化（Dreamview）调试工具、性能分析工具、日志记录和回放工具等，方便开发者进行开发和调优工作；

5.有向无环图：算法模块通过有向无环图，配置任务间的逻辑关系。对于每个算法可以进行优先级、运行时间、使用资源等方面的配置。

CyberRT是自动驾驶科技公司的温床，大部分科技公司的都是把CyberRT改个名，再接一个UBER开源的AVS可视化，就说自己自研中间件了，总之说自研中间件的科技公司基本都是缝合怪。

4. AutosarAP

AUTOSAR（汽车开放系统架构），是由全球各大汽车整车厂、汽车零部件供应商、汽车电子软件系统公司联盟建立的一套标准协议。

前期Autosar的标准主要针对MCU、SWC设计、ECU软件、RTOS操作系统，随着智能化、电动化、高性能，Linux操作系统等需求，就把早期的Autosar改名AutosarCP，提出新标准---- Adaptive Platform AUTOSAR，通过一个表格进行对比，基本体现了AutosarAP的新特点：

|--------|-------------------------|----------------------|
| 对比 | AuotsarCP | AuotsarAP |
| 操作系统 | OSEK、RTOS | Linux、QNX |
| 开发语言 | C | C++ |
| 芯片 | MCU | SOC |
| 通讯 | 基于信号 CAN/FD LIN FlexRay | SOME/IP SPI IPC 面向服务 |
| 实时性 | 微妙 | 毫秒 |
| 功能安全 | ASILD | ASILB |
| 应用 | 电源、制动等 | 智驾、座舱 |

不难看出，AuotsarAP只是一套标准协议，任何人都可以自己按照标准来实现，下面介绍几家公司的产品和特点：

Vector绝对是这个领域的大哥，以功能稳定和产品丰富著称，很多标准都是Vector牵头制定的，就是价格太高，是其他家的3-4倍，AutosarAP的产品一般1500W左右，而且是按项目收费，支持又不好，销售态度恶劣，我不推荐。
Etas: 相比Vector 主打就是听劝，价格便宜一般3/400W, 而且不限平台，支持又好，可惜质量一般，相信以后会慢慢提高，推荐指数****
EB：价格适中，支持也一般，硬件供应商德赛一直使用，搞得占有率慢慢要起来。
Mentor：产品也是质量一般，好在价格便宜，工具链也比较健全，比较看好
TTTec：这家公司很少听到，但是他们的产品却起了好听的名字：motionwise，支持也不好，价格也没有优势，不推荐

再说国内：

东软睿驰：NeuSAR，这种国产软件很尴尬，东软以为自己可以卖软件，但是中间件却不同，车企愿意花钱买国外的AutoSar，所以搞出来的中间件根本卖不掉，只能自己用，自己的算法又基本玩玩，前景堪忧
普华基础：国家队，为了避免卡脖子自己搞的软件，一汽、上汽肯定用，其他就没停过了，好不好我也不说了
经纬恒润：早年代理过Vector，看到Vector数钱，估计眼红，自己做的就不是那么回事了，一句话四不像

国内还有很多小公司自称自研了AutosarAP，没有接触，只是直觉感觉不靠谱吧，目前主机厂量产项目基本都是AutosarAP，偶尔也有用缝合怪的，那也是被科技公司绑架了，至少汽车厂商没有标榜用了自研中间件。

5. FastDDS

DDS分布式通信规范，采用订阅/发布模型，提供多种QoS服务质量策略，以保障数据进⾏实时、⾼效、灵活地分发。ROS2和CyberRT都是基于DDS的规范来实现通讯功能，所以ePromise 公司基于DDS的规范，用C++实现了一套开源软件---FastDDS

目前FastDDS是ROS2的LTS版本和大多数非 LTS 版本中支持的默认中间件，FastDDS已经有自己的完善的文档和社区，也能移植到各种平台，通讯性能也很不错，资源消耗低，目前主要是作为ROS2的插件来用。还是需要依托ROS2强大的工具链来配合。

6. IceOryx

冰羚是一种通信中间件，由Eclipse 基金会发布和维护. 特点就是内存共享，数据传输0拷贝，可以分为不同的访问权限，可以灵活配置，目前不说量产了，想广泛的DEMO还有很长的路要走。

当下市场，科技公司眼里只有DEMO，不知量产深浅，敢于突破德国公司画的圈圈：什么功能安全、信息安全，又是诊断、又是任务管理的；统统不管，就想搞个大新闻，ROS2、CyberRT就敢量产，要是能换个壳，那就自称高级自研的中间件了，为了拿项目什么都敢说。

Tier1也只有大型公司敢于布局，靠自己拿的其他项目，半卖半送中间件，看能不能量产起来，但是目前主机厂还是不给面子。

当下主要的汽车厂还是只认AutoSARAP，对车企来说几百万对于一个项目而言也不是多的大事，没必要当你的小白鼠。

最近看到科技公司老总总是大放厥词，就算你们的算法吊打老牌车企自研，但还是希望对量产要有敬畏之心，你所谓的端到端大模型也只是从老美摇尾乞怜来的，人家不开源你就翻白眼，纵观历史号称颠覆汽车百年工业历史的人物大有人在，又有几个做到了什么呢？