有禾不可聊聊赋能「软件定义汽车」的重要角色——中间件

随着汽车智能化迅速发展,现在各大厂商新车上市时,都会将智能驾驶能力作为重要卖点。但关于智驾系统的介绍,大家最耳熟能详,要么是各种最新算法和上层软件功能,要么是大算力芯片和激光雷达等先进硬件。自动驾驶中间件对于许多非行业人士来说,还是一个相对陌生的名词。

与此同时,对于服务车企自动驾驶量产项目的科技创新企业来说,是否拥有全栈研发能力,是衡量企业竞争力与创新力的重要标准。

以禾多科技为例,如今已具备「域控制器硬件+操作系统+中间件+行泊功能软件」自动驾驶全栈研发能力——除了此前禾小多为大家介绍过的HoloPilot和HoloParking自动驾驶软件系统、HoloArk域控制器硬件方案,禾多科技还自主研发了面向SOA架构、满足AUTOSAR标准的自动驾驶中间件HoloSAR,能以松耦合机制和可组合扩展特性,灵活、高效地服务于不同汽车厂商的自动驾驶开发流程,大大缩短量产开发周期。

那么,中间件是什么?在自动驾驶系统中起到什么样的作用?HoloSAR又将如何推动禾多科技自动驾驶方案快速量产?本期的「有禾不可」就来为大家进行简单介绍。

「软件定义汽车」是一个经常被大家所耳闻的概念。那么,我们把自动驾驶汽车比喻成一台智能电脑,域控制器、传感器和车辆平台是硬件,部署在上面的各种感知、规划、定位算法是应用软件,相信大家很容易理解,这中间还需要一个能够衔接软硬件的操作系统。

智能移动设备上的iOS、Android,车载系统中Linux、QNX属于狭义操作系统,通常包括内核、文件系统、驱动以及部分协议栈整合在这些底层系统软件中。

但在自动驾驶领域中还并没有发展出一个标准化、能覆盖所有车型的「超级操作系统」。多种底层系统软件并存的局面,导致自动驾驶研发复杂,开发成本剧增。

顾名思义,中间件就是介于底层系统和上层应用之间的一层软件框架。它对下可以适配不同的域控制器平台、传感器、系统内核和架构,让底层软件在不同的处理器架构和芯片间共享数据;对上可以提供统一的标准接口,支持自动驾驶数据链路上需要的各项服务,并负责各类应用软件模块之间的通信以及对底层系统资源的调度,是自动驾驶系统中不可或缺的一部分。

因此,中间件是整个自动驾驶软件架构的核心组成部分之一,与底层系统、硬件驱动层共同组成了广义上的操作系统。在软件定义汽车的时代,真正能全面掌握芯片、操作系统、中间件、算法和上层应用的创新企业才能走在技术前沿。而HoloSAR正是禾多科技基于自身全栈自动驾驶研发能力,自主开发的智驾OS。

HoloSAR-禾多智驾OS

随着近年来自动驾驶从低阶到高阶的迅速发展,传统开发流程模式,即功能定义-硬件选型-针对不同芯片平台开发适配各自系统软件,已难以满足需求。自动驾驶软件的复杂性和快速更新迭代要求智能计算平台不仅要支持基础OTA功能,还要进一步实现软硬件解耦、区域分离、算法和应用软件模块化、接口开放。

因此,自动驾驶软件应遵循SOA(Service-OrientedArchitecture,面向服务的软件架构)设计理念,即分层化、模块化和标准化,使服务和应用能够在不同车型、硬件平台、操作系统上复用,并且可以通过标准化接口对应用功能进行快速迭代升级。

自动驾驶中间件就正是可以按需调整、满足越来越复杂的底层硬件、传感器及上层应用灵活需求的平台。通过对传感器、计算平台等资源进行抽象,对算法、子系统、功能采取模块化的管理,中间件能通过统一接口,屏蔽基础硬件、底层系统和通讯协议的差异性,提供统一、标准的交互界面,从而降低上层应用软件的开发难度,使研发工程师可将注意力集中到功能算法的开发上。

HoloSARDesigner工具

作为连接上层应用程序和底层基础软硬件的桥梁,自动驾驶中间件如果能做到足够实时、安全和开放,「软硬解耦」的插拔式设计便成为可能,这使得各种自动驾驶上层应用能够灵活适配不同的传感器、芯片、车辆平台等硬件,在后续也可以进行高效地系统迭代,从而进一步提升自动驾驶系统的研发效率,降低开发门槛和综合成本,加速产品量产。

由此可见,中间件在自动驾驶系统中起到了承上启下的作用,能够充分发挥域控制器、传感器硬件效能,便于驾驶上层应用软件更加快速、高效、灵活地研发。作为专注于自动驾驶量产应用的科技创新公司,禾多科技基于自身优势,自主研发了HoloSAR自动驾驶中间件。

在实际运行过程中,自动驾驶系统需要处理大量的感知数据,且为了保证安全,所有数据都需要接近实时的速度处理。这既对智驾芯片算力提出了很高的要求,还需要高效率的数据通信,保证系统能够对各种交通状况进行相应。

HoloSAR是为自动驾驶应用场景量身打造的一款基础软件,包含三部分:AP、Frameworks、Adapter,完整构建了松耦合、易扩展的软件架构,并引入DDS-TSN全域通信概念,即在SOC和MCU芯片内部署DDS融合TSN的协议,设定Qos策略及配置参数,实现上层全功能节点的核间和片间确定性通信,从而让通信组件在芯片的不同进程间通过零拷贝的方式进行数据传输,并通过优化算法,将底层通信中DDSCPU的占有率控制在10%以内。

HoloSAR满足AUTOSAR标准和SOA架构,支持全域DDS、SOMEIP、Zero-Copy、DoIP的通信和诊断协议,并能提供灵活的工程配置与代码生成全套工具链,大大减少自动驾驶算法面向不同的硬件域控平台时所需的移植部署工作量。

同时,HoloSAR完全满足自动驾驶算法需要的三大确定性组件:确定性计算、确定性调度、确定性通信,开发的虚拟化运行时硬件平台可以在无硬件的情况下,让自动驾驶软件算法功能在移植域控硬件前完成测试验证工作。

为了应对不同厂商车型硬件配置差异,HoloSAR还具备多域控适配能力,能灵活移植、部署不同芯片方案的域控制器硬件,使插拔式设计便成为可能,从而推动禾多行泊一体自动驾驶方案能够面向不同厂商要求,高效完成量产部署。

目前,HoloSAR已获得了多家国内大型主机厂和芯片公司的青睐。此外,由禾多科技自主研发的自动驾驶域控制器HoloArk也已获得奇瑞等多家头部车企定点,将于今年量产装车。面向未来,禾多科技将与更多大型汽车主机厂商紧密沟通,努力扩大自身“朋友圈”,以行泊一体、软硬一体、SOA服务架构和开发共赢的合作思路,推动旗下自动驾驶方案在更多主机厂车型上量产搭载,积极赋能中国乃至全球自动驾驶的落地普及。

THE END
1.车联网生态需要哪些硬件设备?如何快速开发和设计车联网硬件?在这些无线通信技术的支持下,车联网实现了数据的实时交换和业务的无缝对接,提升了交通的效率和安全性,也为用户带来了更加便捷、舒适的出行体验。 车联网需要哪些硬件设施呢? 在整车数字化浪潮的推动下,每一辆智能汽车都仿佛成为了一部智能手机,每辆车的详尽车况信息都能够在云端拥有一个独特的ID,实现精准识别与管理。https://www.elecfans.com/d/2684992.html
2.一文带你了解智能汽车软件行业回顾汽车产业发展历史,汽车产业经历了从机械时代到电子时代到如今向软件时代 迈进的发展历程。上个世纪 80 年代以来 ECU 开始不断上车,汽车行业以 Tier1 为 中心通过增加 ECU 来提升车辆功能,这一过程中汽车软件以和硬件深度耦合的方式得到发展;现如今,各汽车企业生产的不同车型的硬件配置已逐渐趋同,成本和功能改善https://www.eet-china.com/mp/a346331.html
3.智能汽车软件架构介绍层应用算法软件层,包括智能座舱 HMI、ADAS/AD 算法、网联算法、云平台等,用于实际实现对于车辆的控制与各种智能化功能。 1、系统软件层——狭义操作系统 汽车操作系统是管理和控制智能汽车硬件和软件资源的底层,提供运行环境、通信机制和安全机制等。按照对底层操作系统改造程度以及能力深度的不同,主要可以分为以下几种https://blog.csdn.net/Anghuikeji/article/details/140791441
4.汽车变革时代如何理解软件定义汽车的未来当汽车产业被重新定义,电气化、智能化势不可挡,汽车生态系统正在经历前所未有的技术变革,由“硬件主导”向“软件定义”的转型,正为汽车带来更多新的体验、新的功能和新的特性。随着汽车智能化的不断深入,软件定义汽车将是未来推动产业发展的必然趋势,全球网联汽车市场规模也蕴含着巨大价值,越来越多的产业链企业开始重https://auto.cri.cn/2024-07-24/95a7c5f1-1589-db51-a333-d37368dd3483.html
5.华为智能汽车计算与通信架构驱动软件定义汽车在2020年举办的“中国汽车论坛”分论坛上,华为智能汽车解决方案BUCTO蔡建永发表了题为《华为计算与通信架构使能软件定义汽车》演讲。 以下是蔡总演讲的整理: 现在整个“软件定义汽车”这个概念非常热门,像车载操作系统、服务架构、自动驾驶、中间件等都非常热门,而且每个车企或者大的零部件供应商也在成立新的组织,或者https://www.yoojia.com/ask/17-11559397414730308968.html
6.软件定义汽车系列深度报告(一)E/E架构升级是汽车智能化发展的关键。传统汽车采用的分布式E/E架构因计算能力不足、通讯带宽不足、不便于软件升级等瓶颈,无法满足现阶段汽车发展的需求,E/E架构升级将助力智能汽车实现跨越式革新。汽车E/E架构升级主要体现在硬件架构升级、软件架构升级和通信架构升级3个方面。 https://www.jianshu.com/p/ad457befb1b5
7.鹤壁市2022年7月高层次(急需紧缺)人才需求目录要求:本科及以上,软件工程、计算机科学与技术、信息管理与信息系统等相关专业。 综合薪资6000-8000元/月,缴纳五险一金,工作餐(1元/餐),免费住宿或通勤班车,享受法定节假日及节日福利、生日福利、年度评先等员工关怀。 5、硬件/软件工程师(上海)20名 要求:一本及以上,机械电子、电子信息工程、软件工程、通信工http://wap.hebi.gov.cn/zwgk/zfxxgk/fdzdgknr/zdlyxx/jycywgjy/art/2022/art_f08b43e814fc42c7a03cc0bad01d1379.html
8.中金:汽车电气架构新趋势,车内通信迎变革SOA:软硬件通信方式变革 面向信号的架构(Signal-oriented architecture)是汽车软硬件传统的交互方式,软件与硬件之间通过CAN、LIN总线进行点对点数据传输,通信方式在汽车出厂时已经确定。当汽车架构演化至中央计算式,算力已经全部集中在中央计算机,软件与硬件的互动不再是点对点,硬件之间也存在大量协同,任何调整都会牵扯到整张https://m.zhitongcaijing.com/contentnew/appcontentdetail.html?content_id=480962
9.汽车智能化核心部件——域控制器2)域集中式架构可以提高通信效率,实现软硬件解耦,便于整车 OTA 升级。分布式架构中,来自不同供应商的 ECU 的软件开发框架和底层代码不同,导致冗余,并提高维护和 OTA 统一升级难度;而域集中式架构做到对各 ECU 进行统一管理与信息交互,统一软件底层开发框架,从而便于未来的 OTA 升级和拓展功能的实现。 https://www.51fusa.com/client/knowledge/knowledgedetail/id/3322.html
10.车载电子电器架构——国产基础软件生态简介ORIENTAIS 基础软件平台主要面向车控领域,该平台为用户提供了车控操作系统、通信、诊断、网络管理、测量标定、底层驱动、复杂驱动、Bootloader 等基础软件模块及集成开发环境。普华基础软件平台的汽车电子产品已在 OEM 整车厂和零部件供应商处大规模量产,实现装机量百万套以上,并顺利应用于国内主机厂的多款车型,得到了市场http://www.360doc.com/content/23/1024/09/78548535_1101431462.shtml
11.无人驾驶进入冰封期详解自动驾驶技术▎决策“大脑”:硬件+软件+操作系统 无人驾驶决策系统主要包括硬件平台、软件及操作系统三个部分。在自动驾驶中,传感器从环境中收集数据,并将这些数据提供给硬件平台进行感知和动作的计算,然后再将动作规划发动到控制平台进行执行。 在硬件上,还需要一个操作系统来协调这些组件之间的所有通信,并协调不同实时任务的资源http://www.360che.com/tech/240313/188841.html
12.「TBox」市场研究:市场规模将达百亿,集成化趋势日益明显智能天线在提升通信质量的同时,能够减少线束数量,例如4G、GPS、BT天线,从而节约成本。 大陆为奔驰、沃尔沃、PSA等开发的新一代T-Box与鲨鱼鳍天线集成; 东软智能天线采用all-in-one的设计理念,将Tuner、GPS、Wi-Fi等软硬件集成在一起。同时,将传统鲨鱼鳍和T-BOX进行融合,对全车无线信号归集并数字化,规避了传统线束https://m.dcdapp.com/motor/m/feed/detail?group_id=7234421662702567975
13.2023届电子信息与计算机工程系优秀毕业设计作品毕业设计Zigbee网关是系统的核心部分,它与智能灯具和智能手机App之间建立了Zigbee无线通信。用户通过前端网页点击灯泡状态开关,经Websocket与Pynecone后端服务器建立联系,Pynecone后端服务器通过HTTP协议连接Thingsboard平台,用thingsboard平台规则链通过MQTT协议连接Zigbee网关,控制灯光。本文还详细介绍了系统的硬件设计和软件设计。实验https://www.cdutetc.cn/c/4c068411-751b-4f12-b725-f69e34c010a3.html
14.通信行业深度研究:从总线到以太网,车内通信架构演化新机遇传统点对点式的通信架构下汽车 每增加一个新功能就需要对应增加一个 ECU,增加电线和线束布线,并嵌入相应的 硬件和软件,效率低且可操作性差。而分布式架构如 CAN 总线可协助车辆实现最 高减重 45kg 公斤并节约空间。相比于点对点式的通信模式,分布式架构优势在于: 1)允许紧密联系的功能部署在一个 ECU 上从而更简单https://www.dongchedi.com/article/7148964157428236811
15.《战略性新兴产业重点产品和服务指导目录》网络和终端测试计量设备。包括用于通信网络和通信终端测试,有线、无线通信测量仪器,网络通信测量仪器,基站测量仪器,手机测量仪器等计量使用的仪器仪表。 云计算设备。包括云存储设备,主要指基于云存储技术的对象存储系统或块存储设备等。服务器,主要指用于云计算系统的服务器,包括硬件和软件系统,满足低功耗、高密度等要求https://www.big-bit.com/news/75611_p5.html
16.“增长中枢下滑的十年”,日本三类科技股如何表现?90年代日本硬件/软件/移动通讯/固定通信/传媒表现占优,90-99年日本股市区间涨幅前五的行业中有三个是TMT(软件、硬件、固定通讯)。90年代为美国信息技术产业革命周期,在产业政策顶层加持(如信息高速公路)及龙头公司科技创新(如微软)驱动下,美股掀起科技股上涨浪潮,并驱动日本科技股行情。如下表所示,93年美国信息高速https://wallstreetcn.com/articles/3692520