从理想星环OS 看机器人网络进化路线(附下载链接)

140年世界汽车发展史，从蒸汽机、内燃机到新能源；手动档、自动档到自动驾驶...

从纯机械时代，当前的电气化时代，到未来的空间智能时代...

电气时代EEA电子电气架构英文全称Electrical / Electronic Architecture，各个子模块组成整车顶层设计架构，可以细分三个阶段，通信带宽也从Mbps、10Mbps、100Mbps再到1Gbps：

以理想汽车架构EEA1.0~3.0进化为例，中央化趋势明显。本文以开源星环OS为背景详细解读。

硬件部分由瑞萨、英飞凌、NXP等车规级MCU，英伟达Thor、地平线等高算力芯片；由实时操作系统RTOS、非实时Linux、虚拟化等多平台支撑底层操作系统；中间层则是通信中间件，实现自动驾驶和智能车控与硬件间的通信。

通信中间件详细拆解如下图，顶层是两大块业务：

Pub/Sub订阅发布：以DDS为基础实现服务发布订阅功能，实现和底层硬件解耦，如常见的Fastdds、cycloneDDS以及ROS框架等等。熟悉蓝牙BLE Notification通知机制的朋友看到这里就会有种似曾相识的感觉。

接着是网络安全层公共组件，底层则是传统的网络通信如Ethernet、CAN/fd、内存共享shm等，也会涉及到LIN、TSN时间敏感网络等前沿通信技术机器人网络 TSN时间敏感网络。从而实现OS内通信，跨OS通信甚至车云通信。

通信性能也从最初的1Mbps扩大到最高1Gbps，时延直接跃迁到μs微秒级别，拓扑结构最初的星型结构进化成冗余网络，大大提高网络拓扑的容错能力。

对外统一封装成VBS API层，内部则是采用最佳自适应传输决策，决策通信具体的策略：UDP+PRTS优化原始的FastDDS方案、私有自研的内存共享方案以及PCIE等其他协议通信。

底层实现的冗余链路设计增加系统通信健壮性，并且应用层的收发双方仅需要处理业务层数据，而无需管理冗余链路和数据。

星环OS的三级防护从设备级、应用级和数据级为用户提供全方位的安全保障。

通过确定性网络、轻量级协议栈以及协议多核部署，将端到端的通信时延减少90%

理想星环OS 1.0开源路标2025.4开始直到现在开源整个系统及代码释放，值得一提的是虚拟化引擎部分智驾领域属于前沿应用，虚拟化笼统简单解释就是更深度定制的虚拟机，完全隔离软件和硬件，避免软件服务异常引起硬件崩溃。

私有的网络拓扑依然和OSI架构基本类似，按照逻辑分为设备抽象层和协议层。

机器人EEA架构自身线束链路短，并且对于稳定性要求更加严苛等特点，网络拓扑结构会更加复杂，CAN、LIN、现场总线、Ethercat、TSN、Ethernet以及5G等都会涉及；目前是在快速试错阶段，业界形成成熟的统一的成熟方案仍需一段时间迭代。

星环OS资料链接：

详见如上附件链接...

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