“幕后英雄”中间件——让系统底气十足的秘密武器
发布时间:2026-02-10
中间件不仅是提升开发效率、保障系统安全的工程利器,更是决定未来汽车智能化生态格局和创新能力的基础设施。
在智能驾驶系统中,中间件位于底层操作系统和上层应用之间,贯穿了从系统开发到量产应用的完整周期。如果说算法是负责思考与决策的“大脑”,配合硬件“肌肉”决定着智能驾驶的体验上限,那么中间件就是协调全身的“神经网络”,对于系统的全局表现,尤其是对于功能安全意义重大。
从技术角度来看,中间件承担了管理资源、调度任务、确保系统稳定运行、实现解耦与标准化的职责。相较于算法、芯片、传感器等更加直观的软硬件配置,中间件的存在不为人广泛所知,却具备不可或缺、承上启下的重要性。基于全栈自研理念,几何伙伴精心打造出一套EkaRT中间件产品,推动系统进一步实现软硬件高度集成,为“软件定义汽车”构筑起了更具确定性的基础设施保障。
低时延、高可靠的系统通信
智能驾驶对系统的实时性和可靠性要求极高,关键任务如感知、决策、规控等,都要在严格的时间窗口内完成。这就对中间件的调度策略和安全设计提出了极为精细化的要求,一方面需尽力降低通信延时的影响,另一方面还需要相应的功能和信息安全防护机制,进一步提升产品可靠性。
以EkaRT Lite为例,为了确保系统实时运行的安全可靠,这套中间件产品提供了丰富的QoS策略,广泛支持FastDDS/CycloneDDS/RTIDDS/SomeIP/ICEORYX/Zenoh等通信传输协议,并兼容Protobuf/OMG IDL/Flatbuffers/Capnproto/FILD等多种高效序列化方案。
▲ 几何伙伴自研中间件EkaRT
通过统一抽象层整合多个通信框架,EkaRT能够将不同通信框架的QoS配置映射为统一策略模型,提供共通的发布-订阅接口,动态选择最优传输路径(网络通信或本地IPC),可自动适配不同传输场景,更有效地为系统的确定性调度与任务流编排提供实时保障。
同时,这套方案充分发挥零拷贝技术优势,在ICEORYX框架中利用固定的共享内存区域避免数据反复复制,并采用事件驱动架构减少上下文切换,在减少数据冗余的同时,有效优化了带宽分配,提升系统通信效率,实现高负载、低时延的轻量级通信。
软硬件高效解耦
对于智驾产品开发而言,中间件的应用贯穿全局。传统的汽车软件开发与硬件深度绑定,开发效率低下;而智能驾驶中间件的出现,让“软硬分离”成为了可能。通过抽象与解耦,中间件能够在兼容不同芯片、传感器、操作平台的同时,为算法模块提供统一的上层应用接口,极大提升了开发迭代效率。
在跨平台硬件适配中,HAL(硬件抽象层)是关键的技术桥梁。EkaRT通过标准化接口,实现了上层应用与底层硬件的解耦,通过设备适配层屏蔽不同芯片平台的差异,借助数据通路管理构建统一的Pipeline模型处理图像数据流,支持tunning.xml等配置文件动态加载,更好适应不同传感器特性。
以HAL-Radar适配为例,EkaRT中间件可将不同厂商的雷达协议转换为标准数据格式,有效优化数据采集和预处理流程,确保低延迟;同时通过OSAL(操作系统抽象层)适配不同RTOS/Linux环境,并配备安全校验策略,可进行数据完整性验证,便于开发人员在发生异常时及时介入处理。
而在软件层面,EkaRT也可以通过简化API、使用极简的泛型接口,隐藏不同通信协议间的差异性,使算法模块实现即插即用,并借助Protobuf集成、系统服务抽象、线程调度等手段,进一步提升系统的开发与运行效率。
配套工具链:高效交付无难事
中间件的设计匠心,不仅在于其可用性,更在于面向量产交付的易用性。为了便于主机厂客户实现个性化配置与上层应用开发,EkaRT采用了模块化的松耦合设计,并配备了丰富的辅助工具链,包括数据录制和回灌、数据监控、数据埋点、网关转发、数据分析及可视化分析工具等。
EkaRT-echopb:实时显示proto内容,通过指定url和proto目录,利用protobuf的反射机制实时的序列化并转化为json数据,最后打印到终端上;
EkaRT-list:监测EkaRT当前通讯进程信息,不同于monitor,它以进程为单位,打印出进程中url的使用信息、通讯模式、序列化信息等;
EkaRT-bag:EkaRT数据录制和回灌的工具,可录制除intra协议和method消息类型之外的所有数据;
EkaRT-tracker:用于与viewer通讯的网关代理服务,tracker不仅可以转发域内的所有节点的通讯内容给到viewer,还可接收来自viewer的指令,下发viewer的数据给域内的各个节点,tracker和viewer之间使用了dds进行跨域通讯;
EkaRT-view:接收Tracker消息,支持相机的可视化,硬件软件解码,支持Topic的帧率查看,数据落盘,和数据回放等功能。EkaRT-view 支持多平台部署,windows X86/x64,linux X86/X64,arm AARCH64 等。
此外,几何伙伴还推出了一款轻量级的AUTOSAR CP基础软件产品Gpal SAR,包含通信、诊断、存储、以太网、时间同步、OS等多个功能栈。这套软件产品在解决代码高内聚、可读性差问题的同时增加了VBI总线,能够更好应对工具分离后的耦合问题。
基于这套基础软件,EkaRT及配套工具链的应用更具效率,操作难度进一步降低,可实现需求到代码的端到端。对于主机厂客户而言,在需求定义阶段即可灵活按需裁剪、组合功能模块。同时,这套中间件产品满足支持小容量的MCU,可实现更低成本的应用部署,帮助主机厂进一步优化整体方案性价比。
写在最后
在汽车智能化的浪潮之中,“软件定义汽车”的风向正在驱使着中间件从幕后走向台前,成为越来越多主机厂技术攻坚的必选项。它不仅是提升开发效率、保障系统安全的工程利器,更是决定未来汽车智能化生态格局和创新能力的基础设施。随着智能驾驶系统复杂度的不断提升,中间件的标准化、平台化与开放化,将成为车企构建可持续技术护城河的关键支撑。
凭借过硬的软件能力,几何伙伴已取得由国际权威机构SGS颁发的ASPICE V4.0 CL2认证,在智能驾驶软件开发过程管理和质量控制方面成功接轨国际标准。未来,几何伙伴将持续深耕中间件与系统基础软件领域,与行业伙伴共同推动“软件定义汽车”从前沿理念走向规模化落地,向未来智能交通的美好愿景更进一步。