盖世汽车 04-02
RTI:利用AUTOSAR和DDS构建灵活的软件定义汽车架构
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2026 年 3 月 19 日,在第七届软件定义汽车论坛暨 AUTOSAR 中国日上,Real-Time Innovations [ RTI ] 资深技术服务工程师张二涛发表了题为 " 利用 AUTOSAR 和 DDS 构建灵活的软件定义汽车架构 " 的演讲。他指出,随着汽车电子电气架构向集中式演进,分布式系统的互通性与灵活性成为核心挑战,而 DDS(数据分发服务)以其以数据为中心的通信架构,正成为支撑软件定义汽车的关键中间件。

张二涛表示,DDS 不仅能够完美融入 AUTOSAR Classic 和 AUTOSAR Adaptive 平台,更通过其丰富的 QoS 策略、平台与传输协议的独立性,显著简化了复杂系统的架构设计。他强调,DDS 支持以数据为中心和服务为中心的混合通信模式,能够帮助车企在开发过程中实现更高层次的解耦与复用,从而应对未来智能汽车快速迭代的需求。

张二涛 | Real-Time Innovations [ RTI ] 资深技术服务工程师

以下为演讲内容整理:

分布式系统通信的演进与挑战

在软件定义汽车的趋势下,汽车电子系统正演变为一个典型的分布式系统。软件分布在不同的硬件平台上,使用多种开发语言实现,并由不同的供应商共同完成。这些软件运行在多样化的计算平台上,因此,系统底层的互通性成为刚需。随着 AUTOSAR 架构的发展,通信方式也在不断演进,从最初基于 COM 协议、以信号为中心的通信,到后来基于 SOME/IP、以服务为中心的通信,再到近年来备受关注的以数据为中心的 DDS 协议。这一演进过程,本质上是汽车行业为了满足分布式系统在灵活性、可扩展性和高带宽通信需求方面的不断探索。

DDS 作为一套由 OMG 组织定义和维护的规范,包含十四个标准协议,它不仅定义了数据类型,更提供了一套完整的网络应用开发框架。其核心是以数据为中心,通过定义具有唯一名称和特定数据类型的 " 主题 ",实现不同应用之间的订阅与发布。开发者可以将主题和对应的应用部署到不同的域中,完成精细化的系统设计。同时,DDS 也完全可以满足以服务为中心的通信需求,例如通过将服务名封装为主题,利用发布订阅模式实现请求 - 响应或远程过程调用。

DDS 的核心优势在于其灵活性

尽管发布订阅模式并非 DDS 独有,但 DDS 之所以能在 ADAS 及汽车三大域控中成为主流通信中间件,关键在于其提供了一系列超越基础通信功能的特性。现代系统需求要求通信方案能够从边缘节点的传统 ECU,一直延伸到云端,具备极强的扩展性。同时,不同版本间的迭代需要更高的灵活性,对不同平台的支持也至关重要。DDS 在语言、平台和传输协议上的独立性恰好满足了这些需求。更为重要的是,DDS 在提供发布订阅模式的基础上,还提供了丰富的 QoS 策略,这极大地简化了应用层的设计工作,将可靠性、生命周期管理等复杂问题下沉到中间件层解决。

在 AUTOSAR 框架中,DDS 的集成已日趋成熟。在 AUTOSAR Classic 平台中,DDS 通过 RTE 中的 DDS Transform 进行集成;在 AUTOSAR Adaptive 平台中,则通过 ARCOM 的 DDS Network Binding 实现集成。然而,汽车互联的范畴早已超出车辆本身,车云通信、测试系统等都可能涉及非 AUTOSAR 的系统。此时,DDS 便可以作为高解耦的中间件,完成整个系统的互联。在传输层支持上,DDS 不仅支持 UDP、TCP 等常规以太网协议,还支持共享内存及基于共享内存的零拷贝传输,实现更高效率的通信,甚至可以集成 IPC。针对下一代高性能计算架构,DDS 对 PCIe 等特殊协议也展现出极强的扩展性,通过兼容的 DDS-RTPS 协议保证系统互通。

基于数据模型的设计简化实践

为了更直观地展示 DDS 如何简化系统设计,可以以空调控制这一典型场景为例。在实际设计中,根据硬件部署,系统可能分为前域、后域和中央域控。常规思路是根据域部署设计服务,定义整车服务、前空调区域服务、左前 / 左后等服务,并处理复杂的控制指令复用问题。同时,由于控制源多样化,系统还需管理控制指令的优先级和仲裁。

若采用 DDS 进行设计,由于它以数据为中心,设计过程会首先从系统需求中抽象出数据结构。例如,可以定义一个枚举类型表示所有控制源,一个枚举标识服务类型,再定义一个枚举表示控制类型。基于这三个基本类型,最终定义一个包含服务 ID、控制源 ID、控制类型和具体控制指令的主题。通过这种方式,无论是中央域控还是前后域控,只需要基于同一个主题创建数据写入者和数据读取者,即可完成所有控制指令的通信。这种设计使得未来预控制器架构的改变或扩展变得非常简单。同时,DDS 丰富的 QoS 策略可以进一步优化系统,例如通过 " 可靠 " 策略保证控制指令不丢失,通过 " 生命周期 " 策略自动丢弃超时的无效指令,从而避免在应用层进行复杂的逻辑判断和数据重传。

面向未来的开发工具链与流程

DDS 能够同时满足以数据为中心和以服务为中心的通信需求,甚至在同一主题下兼容两种模式。为了减轻用户在业务开发中的工作量,RTI 基于 OMG 规范和 AUTOSAR 标准,不断优化开发工具链。当前,在传统的 AUTOSAR 集成方式中,复杂驱动是主要手段。为了符合汽车行业的开发流程,RTI 开发了基于 XML 的工作流。未来,将根据市场需求,更好地兼容 ARXML 这种 AUTOSAR 原生的需求管理和开发方式。在 AUTOSAR Adaptive 平台方面,主要通过 Network Binding 集成 RTI 的核心产品。值得一提的是,在 CANoe SP3 版本中,也已支持 RTI Connext DDS,这为客户的仿真与测试工作流带来了便利。

在具体的代码生成方面,RTI 的工具链可以根据用户的接口定义,生成 C、C++ 等语言的 DDS 应用代码,同时生成对应的 CDD ARXML 文件,该文件可直接导入 AUTOSAR 开发工具链进行 RTE 配置。未来,RTI 还将引入基于 AI 的产品方式,用于代码生成、ECU 抽象抽取,以检验代码的可靠性与合规性,并生成相应报告。这意味着,在满足 AUTOSAR 协议栈支持 BSW 模式的基础上,整个开发流程将变得更加灵活。当前基于 DDS 开发需要大量手写代码的问题,将随着这一完整工具链的落地而得到有效解决。

关于 Real-Time Innovations [ RTI ]

RTI 是全球领先的智能系统架构软件提供商,致力于通过提供高可靠、高实时的中间件解决方案,助力各行业构建分布式系统。作为 DDS 标准的主要贡献者和推动者,RTI 的 Connext 产品线在汽车、自动驾驶、工业控制、航空航天等领域拥有广泛的量产应用与丰富的工程经验。在中国,RTI 正积极与本地车企、供应商及开发者合作,推动 DDS 技术在智能汽车软件架构中的落地与创新。

(以上内容来自 Real-Time Innovations [ RTI ] 资深技术服务工程师张二涛先生于 2026 年 03 月 19 日在第七届软件定义汽车论坛暨 AUTOSAR 中国日发表的题为《利用 AUTOSAR 和 DDS 构建灵活的软件定义汽车架构》的演讲。)

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