软件定义汽车风潮下，中间件的意义是什么？

你应该也听说过软件定义汽车（SDV），跟着它，中间件(Middleware）彻底火了，不论是车企、Tier1还是软件厂商，谁都想在这个市场上分一杯羹。

那么，中间件到底是啥？其中有什么技术值得关注？目前有哪些玩家在入局？

事实上，中间件因为比较抽象，一直是一个“看不见的底层”，不像感知、规划等模块能直观体现“技术亮点”，所以经常被人忽视。

中间件在IT和其他行业中已经存在多年，不过，在汽车行业中，中间件的定义有所不同。

广义来讲，中间件指的是应用程序与系统软件之间的抽象层，隔离底层系统细节，使开发者专注于应用程序特定任务。而在汽车领域来说，中间件运行于分布式、异构汽车电子电气（E/E）架构中，核心功能包括通信支持和结构化软件执行，是连接应用程序与系统软件的关键层。汽车软件堆栈中，中间件位于操作系统之上，为应用程序提供API，支持跨ECU、跨系统的交互。 

图源丨Aptiv

所以，汽车行业对于中间件的定义是一种在车辆电子控制系统中，位于操作系统与应用软件之间的抽象层，为不同ECU和软件模块提供标准化的接口和服务。它主要功能是屏蔽底层硬件复杂性，通过定义一套架构、方法学和应用接口，实现了标准化接口、高质量无缝集成、高效开发及复杂系统的新型管理模式，从而提升软件的管理性、移植性、裁剪性和质量。

图源丨Aptiv

从历史上来看，20世纪90 年代，因ECU通讯接口混乱，博世推出CAN协议，推动中间件雏形出现。后来，为统一标准，AUTOSAR诞生，Vector、ETAS（博世旗下）等企业主导传统中间件市场。

这几年，之所以汽车中间件突然爆火，所有厂商都开始加入，有多重原因：一是软件定义汽车（SDV）兴起，OTA 更新成为主流，中间件支持模块化设计，简化升级流程；二是SOA 架构普及，中间件是 SOA 的核心支撑；三是SDV下，汽车电子电气架构（E/E）朝向集中化发展，从分布式（Flat）向域控（Domian）继续向区域控制（Zonal）发展，集中式架构下，异构 SoC（集成 CPU、GPU、AI 加速器等）需中间件统一抽象接口，降低开发难度；四是软硬件解耦，中间件充当了关键角色，为算法提供标准化接口，避免重复开发。

总之，自动驾驶与智能座舱的兴起推动域控制器普及，硬件架构从分布式转向集中化（多 SoC/MCU集成），数据量与复杂度激增，传统中间件难以满足需求，催生新一代中间件。

汽车中间件可以粗略分为两种：一种是通信中间件（FastDDS、SOME/IP、Zenoh），一种是架构平台（AUTOSAR、ROS 2）。此外，也可以按照开源、闭源分为两类。

通信中间件实现分布式系统内通信的中间件，提供标准化通信模式和动态发现机制，使应用程序独立于底层网络拓扑（如IVN）；架构平台为综合框架，基于通信中间件，提供通信之外的功能，如资源管理、安全、执行模型。

常见的通信中间件和架构平台

其中，AUTOSAR、ROS 2、SOME/IP、DDS、Zenoh是五个最常用的中间件。

当前多数厂商基于上述五个中间件开发，此外，TTTech、百度Apollo、中科创达等则分别基于自研的生态进行开发。

架构平台

AUTOSAR：AUTOSAR包含ClassicPlatform（CP）和AdaptivePlatform（AP）两大平台。CP主要跑在8/16/32位MCU，对应传统的车身控制、底盘控制、动力系统等功能，CP并不只是“中间件”，而是“OS内核+中间件”的一套完整的“操作系统”，定义了基本的上层任务调度、优先级调度等；AP主要跑在64bit以上的高性能MPU/SoC上，面向自动驾驶，支持多核、多ECU并行处理，AP是一个依赖POSIX标准OS的中间件，不包含OS，聚焦高算力场景的标准化接口与服务。 

总体而言，AUTOSAR需要商业授权，面向生产部署，提供资源控制、配置管理、状态管理等功能，适配实车场景。AutoSAR CP方面，国外企业主导市场，Vector 为头部第三方供应商，ETAS（博世旗下）、EB（大陆集团旗下）等提供基础软件及工具链；国内厂商加速自主研发，东软睿驰、普华软件、经纬恒润、华为等陆续推出中间件方案；AP方面，国外如大陆EB与大众合作，将其应用于MEB平台ID系列车型；国内厂商以AP为发力重点，同时通过合作积累经验（如经纬恒润与Vector合作），推动中间件及工具链产品落地。

ROS（Robot Operating System）：ROS是开源机器人软件框架，提供硬件抽象、消息传递等工具集，初衷为简化机器人开发。不过，ROS2可作为自动驾驶中间件，与AUTOSAR AP功能类似但存在差异：AP是严格意义上的中间件，即处于计算机OS与车载ECU特定功能实现之间，ROS2则提供了通用的中间层框架和常用软件模块（ROS Package），某种意义上可以称作操作系统了；AP是一套标准，定义了对应用的标准接口，但没有定义实现细节，平台组件间交互接口需要AP供应商实现，ROS2则是代码优先，每个版本都有完整代码实现，也定义有面向应用标准API接口；AP一开始就面向ASIL-B应用，而ROS2则不是根据ASIL的标准设计，所以如果想要上车需要把底层换为满足ASIL要求的RTOS和商用工具链。 

总体而言，ROS2侧重研发阶段，生态丰富（可视化、标准消息库），但缺乏生产级功能（如系统监控、配置工具），适用于快速开发。目前，基于ROS量产应用较少，其中APEX.AI公司为ROS2中间件典型代表，其所设计的中间件Apex.Middleware为第一个通过ASIL-D认证的ROS 2方案。此外，丰田、大陆、采埃孚等OEM以及Tier 1均积极布局ROS 2。

通信中间件

SOME/IP（Scalable Service-oriented Middleware over IP）：宝马提出的应用层协议，基于TCP/UDP运行于车载以太网，以服务化（Server-Client）模式实现通信，具备高可扩展性。独立于硬件、OS和编程语言，支持AUTOSAR CP、AP及非AUTOSAR平台的跨平台交互。SOME/IP运行在车载以太网第四层以上。当前，全球最大的商用SOME/IP产品供应商是Vector，开源版的vSOME/IP则是由GENIVI协会来维护的。总体来说，SOME/IP功能较有限（安全性、QoS 配置较弱），但依托 AUTOSAR 联盟支持，在汽车领域仍具相关性。

DDS（Data Distribution Service）：OMG制定的分布式通信规范，以“数据为中心”的发布/订阅模式为核心，最初用于解决复杂网络环境的兼容性问题。被AUTOSAR AP（2018年引入）、ROS2、CyberRT等采纳为通信机制，支持高实时性与可靠性，广泛应用于汽车、国防等领域，美国RTI公司占据全球80%市场份额。DDS功能最全面，支持丰富的发现机制、可配置QoS和安全功能，被ROS 2和AUTOSAR AP采用，成熟度高。

Zenoh：最新且不成熟，宣称性能优于前两者，但缺乏独立验证；支持资源受限设备，通用性强，未来或成 DDS 的挑战者。

当前，在汽车智能化快速发展的背景下，自动驾驶中间件领域尚未形成统一标准，主要存在以下四种技术路线：

• 全栈封闭方案：以英伟达为代表，提供DRIVE OS操作系统+DriveWorks工具链+CUDA计算平台的完整解决方案，方案商可基于此进行上层模块的定制开发；

• 开源协作模式：如地平线采用的TogetherOS开源实时操作系统，结合生态合作伙伴提供的中间件组件，形成开放的技术体系；

• 自主开发路线：厂商基于现有框架（如FastDDS、ROS2或CyberRT等）进行二次开发和功能扩展，构建自有的中间件解决方案；

• 标准适配方案：遵循AUTOSAR AP标准架构，在传统汽车电子基础上进行智能化功能的扩展和适配。

TTTech Auto：TTTech是较早发布汽车中间件产品的厂商之一，旗下TTTech Auto现已被恩智浦（NXP）收购。其推出的MotionWise中间件通过ASIL-D认证，支持Linux/QNX，搭载于奥迪A8等25 +车型，提供实时功能与安全保障，曾获奥迪、安波福等投资，前装量产超200万辆车。

HighTec：为英飞凌、意法半导体芯片提供AUTOSAR MCAL支持，含配置、驱动开发及与操作系统集成服务，助力安全合规的车载应用开发。

Hitex：提供MCAL驱动程序（如MC-ISAR低级驱动），支持TraveoII等芯片的AUTOSAR 应用，通过测试验证，节省项目开发时间。 

ETAS（易特驰，博世子公司）：提供RTA-VRTE（遵循AUTOSAR Adaptive R19-11，支持 SOME/IP 通信等场景）、RTA-BSW（符合AUTOSAR R4.x，提供完整堆栈）、Iceoryx 等中间件，覆盖AUTOSAR CP与AP规范，均通过ISO 26262 ASIL-D认证，适配Linux等系统及多种应用场景。 

Elektrobit：推出EB tresos AutoCore和EB corbos 系列，覆盖传统控制与高级架构场景。

Vector：提供MICROSAR Adaptive（符合AUTOSAR Adaptive，支持高性能ECU及 ASIL-D 安全级）和MICROSAR Classic（覆盖AUTOSAR Classic标准，含veHypervisor组件），工具链支持多平台配置与验证，适配量产项目及复杂系统。

Apex.AI：Apex.Middleware集成Cyclone DDS与iceoryx技术，支持车内外及云端通信，优化低延迟与数据传输效率，服务于ADAS及自动驾驶全场景，满足汽车级通信需求。

Wind River：基于自研VxWorks和Wind River Linux，提供AUTOSAR AP中间件方案，通过 ISO 26262 ASIL-D 认证，支持面向服务架构，适配互联自动驾驶应用。 

Mentor Graphics（西门子旗下）：VSTAR 系列，符合AUTOSAR标准，支持多通信协议，通过ASIL-D认证，丰田等企业已采用其基础软件栈。

Real-Time Innovations（RTI）：基于DDS标准的Connext软件，提供低延迟、高可靠的数据分发服务，支持跨平台协同，适用于自动驾驶等任务关键型系统，保障实时性与安全性。 

eProsima：开发Fast DDS，符合OMG DDS标准，开源免费，支持多系统与领域，提供代码生成工具，简化应用开发，适配汽车、机器人等场景。

Object Computing：OpenDDS是开源分布式实时发布/订阅方案，符合DDS标准，支持多传输协议与QoS策略，适配汽车、航天等行业，保障数据通信可靠性。

采埃孚：2020年发布ZF Middleware，基于AUTOSAR AP架构，通过ASIL-D认证，支持车辆全生命周期功能更新，涉及自动驾驶、车辆控制等领域，可简化车企系统整合；与KPIT 合作开发KSAR Adaptive，支持POSIX系统及SOME/IP通信。

Tata Elxsi：其AUTONOMAI平台融合深度学习与AI，支持传感器模拟、算法验证及融合，提供感知、控制等模块化解决方案，助力快速部署ADAS及自动驾驶应用，适配特定区域场景。

传统分布式架构中，AUTOSAR被Vector、ETAS 等国外供应商等垄断。而在集中化架构下，行业尚无统一标准，国内企业可通过自研中间件抢占市场。所以，国内厂商也在不断加大对于中间件的投入。以下为具体厂商：

蔚来：2024年推出的整车全域操作系统SkyOS作为数字架构的“灵魂和思想”，面向AI设计，涵盖中间件、SOA框架、软件升级、数据闭环等模块，并拥有多个针对不同场景优化的版本，如轻量级、强实时性和高性能场景。

华为：MDC智能驾驶计算平台集成自研芯片，通过软硬件调优实现实时通信与低功耗，具备开放特性，支持自动驾驶算法快速开发与部署，作为 “汽车大脑” 赋能智能化。

百度：Apollo Cyber RT是专为自动驾驶设计的中间件，基于DDS底层，删除Master机制，优化高并发与低延迟性能，屏蔽底层复杂性，简化算法开发与系统构建。

经纬恒润：自主研发INTEWORK-EAS-AP/CP，符合AUTOSAR标准，含工具链与嵌入式软件，适配多芯片与编译器，支持AP和CP场景，提供定制化服务。

普华基础软件：推出国产化AUTOSAR基础软件平台，含操作系统、通信协议栈、诊断模块及开发环境，ORIENTAIS 操作系统通过ASIL-D认证，适用于动力、底盘等安全系统。

东软睿驰：NeuSAR系列覆盖AUTOSAR AP/CP，支持Linux/QNX系统，通过ASIL-D认证，已在多款车型域控制器量产，与地平线等合作，支撑自动驾驶与智能驾驶域开发。 

零念科技：LinearX CarOS 1.0 基于 AUTOSAR AP，支持跨核异构通信与实时调度，适配多芯片平台，满足L2~L4自动驾驶的ASIL安全需求，可灵活对接硬件与算法。

国科础石：自主研发础光系列操作系统包括自动驾驶域的础光Linux、础光智能操作系统、础光实时操作系统Photon RTOS等，并推出开源计划。此外，国科础石也推出了础光中间件自适应软件平台，南向兼容AUTOSAR和ROS2，北向提供标准化车规级接口，提升应用软件迁移效率。

华玉通软：专注于智能驾驶基础软件，其 “雨燕” 通信中间件（SWIFT DDS）是国内首个基于OMG DDS标准自研并通过ISO 26262 ASIL D认证的产品，另有实时版本（SWIFT DDS-RT）适配MCU等资源有限的计算单元。还发布 “云雀” 执行管理中间件，助力提升应用开发效率。 

映驰科技：自研EMOS中间件平台，面向整车高性能计算软件平台（自动驾驶/中央计算），支持确定性通讯与调度，核心模块通过ASIL-D认证，兼容AUTOSAR AP，适配多底层OS 和芯片，支持异构多芯片计算与整车全局同步。搭载EMOS的方案已在理想、上汽、哪吒、长城等多款车型量产。

国汽智控：ICVOS操作系统采用分层设计，支持异构硬件与算力扩展，提供感知、控制等功能框架，适配高数据量、高可靠的自动驾驶应用，支撑智能网联生态。

赫千科技：自主研发Adaptive AUTOSAR解决方案，支持Linux/QNX系统及多种通信类型，提供基础软件包与工具链，适配自动驾驶场景。

镁佳科技：SmartMega OS+基于AUTOSAR标准，支持Android/QNX系统，通过ASIL-B/C 认证，已搭载于HYCAN 007，提供数字座舱、域控制器等定制化方案。

未动科技：自主研发智能驾驶中间件，含轻量通讯模块（支持 SOA 开发）与量产级安全中间件，支撑从开发到量产的平滑过渡，助力高级别自动驾驶落地。 

艾拉比：其推出的UCM是AUTOSAR AP上的升级管理服务，包含PackageManager、Receiver等组件。 

畅行智驾（中科创达子公司）：首款域控中间件为RazorWareX 1.0，为智能驾驶提供高实时性、高宽带通信骨干网，调配算力与传感器数据，支撑AI算法运行，具备安全、开放、确定性延时等特性，专注于规模化量产的实时软件与域控平台。

光庭信息：推出自研车载软件平台KCarOS（面向中央计算单元，符合SOA架构），包含AP 组件、轻量CP组件、实时以太网协议栈及Hypervisor软件，配套工具链支持全域研发。基于KCarOS构建智能座舱、驾驶、电控三大域控平台，加速量产落地。

华阳集团：推出AAOP开放平台，通过硬件抽象封装与软件标准化设计实现软硬解耦，支持多设备通信标准化，适配不同硬件配置，聚焦智能座舱，提升应用开发与生态整合效率。

虽然说，汽车中间件市场前景广阔，但大规模量产仍面临多重挑战，尤其是国内。

一是标准化缺失与生态协同难题，当前，域控中间件开发涉及多个供应商，包括底层OS/BSP、标准基础软件、中间件及工具链等，但由于接口标准尚未统一，不同模块间协同开发难度大，同时目前行业仍在竞争中间件技术路线（如AUTOSAR AP、ROS2、自研架构等），缺乏像AUTOSAR CP那样的统一标准，导致客户对其认知模糊；二是严苛的技术要求，中间件需满足高实时性、高性能计算、高可靠性及功能安全（如ASIL-D）等核心指标；三是国内国内厂商在技术积累、项目经验及人才储备上处于劣势。 

总之，业内人士分析，将来几年中间件依然会百家争鸣，但在更远的未来，淘汰赛终将来临。