作(zuò)者：姜鴻雷
[本文(wén)選自(zì)《智能(néng)汽車(₹☆φ₽chē)：新一(yī)代技(jì)術(shù)與應用(yòng)》₽•.姜鴻雷.電(diàn)子(zǐ)工(gōng)業(yè)出版社——書(shū)中第β 八章(zhāng)部分(fēn)內(nèi)容]
前言
SOA（面向服務的(de)架構）的(de)軟件(jiàn)設計(jì)£原則之一(yī)是(shì)模塊化(huà)。模塊化↕✘×(huà)可(kě)以提高(gāo)軟件(jiàn≠↕)系統的(de)可(kě)維護性和(hé)代碼重用(yòn≤★§g)性，并且能(néng)夠隔離(lí)故障。舉例來(lái)說(shu≥ πō)，自(zì)動駕駛系統可(kě)以分(fēn)解為(wèi)特定的(♠♦™de)任務模塊，如(rú)數(shù)據采集、狀态估計(jì)和(hé)任務規劃®∑等。為(wèi)了(le)完成各自(zì)©♦的(de)任務，這(zhè)些(xiē)模塊需要(yào)相(xiàng)互交換信息。在現(xi∞ ♣àn)代操作(zuò)系統中，将單個(gè)模塊映射到(dào)獨立的(de)軟件(jiàn)進€™程非常方便，這(zhè)些(xiē)進程可(kě)以位于同一(yī)計(jì)算₽∞ (suàn)設備上(shàng)，也(yě)可(kě)以↔€位于物(wù)理(lǐ)上(shàng)獨立的(d∞βe)計(jì)算(suàn)設備上(shàng)。這(zhè)使得(de)進程間αδε♦(jiān)通(tōng)信成為(wèi)一±↔ ↓(yī)個(gè)深入研究的(de)問(wèn)題，因為(wèi)信息交換∏$是(shì)通(tōng)過進程間(jiān)的(de)通(tōng)>≠×信來(lái)實現(xiàn)的(de)。
一(yī). 通(tōng)信中間(jiān)件(jiàn)
在軟件(jiàn)定義汽車(chē)中，應用(yòng)程序♥★★之間(jiān)的(de)跨進程或跨核通(tōng)信是(shì)一(yī)個(g<± ♠è)需要(yào)解決的(de)問(wèn)題。模塊化(huà)架構為(wèi) 開(kāi)發人(rén)員(yuán)提供了(le) ★ 便利，但(dàn)也(yě)引入了(le)對(duì)通(tōng)信中間(jiān)件(j♥→¥iàn)的(de)需求。
在沒有(yǒu)使用(yòng)通(tōng)信中間(jiān')件(jiàn)的(de)情況下(xià)，開(kāi)發人(rén)員(yuán)需™•要(yào)自(zì)己定義數(shù)σβ據的(de)格式、發送方和(hé)接收方。然而，使用(yòng)基于服務/數(shù)據的 £(de)發布和(hé)訂閱模式（如(rú)SOME/IP和(hε€₩φé)DDS），開(kāi)發人(rén)員(yuán↑×)隻需要(yào)明(míng)确需要(yào)什(shén)Ω&∞麽樣的(de)數(shù)據以及數(shù)據應該傳遞到(dào)哪裡(lǐ)，而無需關注數(♦£shù)據的(de)發送方和(hé)發送方式。
以數(shù)據為(wèi)中心是₽&(shì)相(xiàng)對(duì)于傳統的(de)以消息為(wèi)中心而言的(de)，其'∑本質區(qū)别在于通(tōng)信中間(jiān)件(jiàn)知(&↔zhī)道(dào)存儲了(le)什(shén)麽數(β∑≠shù)據并能(néng)夠控制(zhì)如(rú)Ω 何共享這(zhè)些(xiē)數(shù)據。對δ≈(duì)于傳統的(de)以消息為(wèi)中心的(de)中間(✘jiān)件(jiàn)，程序員(yuán)必須為(wèi)發送消息編寫代碼，而對(du Ω±ì)于以數(shù)據為(wèi)中心的(de)中間(£$≈↓jiān)件(jiàn)，程序員(yuán)隻需®₹£為(wèi)如(rú)何共享數(shù)₩∞♦據編寫代碼，然後可(kě)以直接共享數(shù)據值。
通(tōng)信中間(ji≈α♦'ān)件(jiàn)可(kě)以采用(yòng)點對(duì)點、消息隊列和(÷ hé)發布/訂閱三種工(gōng)作(zuò)模式，SOME/IP和(hé)DDS都(dōu)采用(yòng)了(le)發布/訂閱模σπσ式。
在發布/訂閱模型中，發布者和(hé)訂閱者通(tōng)過主題進行(xíng)關聯¶β，雙方不(bù)需要(yào)知(zhī)道(dào)對(duì)方在何δ>α₩處，也(yě)不(bù)需要(yào)同時(shí)在線。這(zhè←¥₹)實現(xiàn)了(le)通(tōng)信雙方在時(shí)間(jiān)¥γ 、空(kōng)間(jiān)和(hé)數(shù)據通(tōng)信上(shàπ<×♠ng)的(de)多(duō)維松耦合。
此外(wài)，與面向信号的(de)CAN相(xi∞ δ<àng)比，DDS和(hé)SOME/IP都(dōu)是(shì)面向服務λ的(de)通(tōng)信協議(yì)。兩者的(de)區(qū)别在于面向信号的(de)數(sh£>→ù)據傳輸始終循環發送，而面向服務的(de)通(tōng)信方式不(bù)<€π±同，隻有(yǒu)在客戶端請(qǐng)求或服務器(qì)通(tō™ng)知(zhī)特定訂閱者時(shí)，才在客戶端-服務器(qì)↕©ε配置中交換數(shù)據。這(zhè)确保了(le)永遠(yuǎn)不(bδφù)會(huì)浪費(fèi)帶寬，并且僅在δ≈®需要(yào)的(de)時(shí)間(jiān)和(hé)∑π地(dì)點進行(xíng)數(shù)據通(tōng)×δ信/交換。因此，面向服務的(de)通(tōng)信協議(yì)®§'§可(kě)以大(dà)大(dà)減少(shǎo↔✘$)網絡負載，提高(gāo)通(tōng)信效率。
在軟件(jiàn)定義汽車(chē)時(shí)代，車(ch<¥ē)內(nèi)的(de)所有(yǒu)可(kě)調用(y₽λ≥òng)功能(néng)都(dōu)被視≤ (shì)為(wèi)服務，并提供不(bù)同類型的(de)調用(✘yòng)接口，這(zhè)些(xiē)接口可(kě)以按以下(xià)方式分(fēn)類>← ：
1、API接口：提供各類函數(shù)的(de)調用(yòng)接口，使應用(yòng)γ≤₽程序能(néng)夠調用(yòng)系統內(nèi)部的(de)功能(néng) •δ實現(xiàn)函數(shù)。應用(yòng)程序可(kě)以通(tōng)過調用(yòng)÷♥α相(xiàng)關的(de)API接口來ΩΩ&→(lái)提供和(hé)使用(yòng)功能(néng)服務。
2、文(wén)件(jiàn)方式：以配置文(wén)件(jiàn)或設備文(wén)件(jiàn)的(de)形式提供系₩"¥ 統內(nèi)部的(de)調用(yòng)能(néng)力♠¥。這(zhè)些(xiē)文(wén)件(jiàn)可(kě)以通(tōng)過配置自(zì&↕™)動生(shēng)成，包含有(yǒu)效的(de)配置信"α息，并且可(kě)以在運行(xíng)環境中被特定的(de)σΩ程序讀(dú)取和(hé)識别，實現(x±₹↓iàn)特定的(de)服務。
3、系統原生(shēng)服務：操作(zuò)系統和(hé)基礎類庫提供的(de)可(kě)操作(zuò)能(néng)力，↑&→®包括對(duì)系統CPU和(hé)內(nèi)存的(de)監測、應用(yòng)程序的(de)監×< ∑控、系統資源的(de)劃分(fēn)等。此外(wài)¥αβ≥，還(hái)可(kě)以調用(yòng)C++、boost等λ♦基礎類庫。
4、IPC接口：各種IPC機(jī)制(zhì)提供系統內(nèi)進程間(jiān)的' (de)調用(yòng)能(néng)力，包括使用(yòng)套接字（socket∑α"&）、共享內(nèi)存等進程間(jiān)通↑™α≥(tōng)信方式，以及使用(yòng)特定的(de)跨核 ¥通(tōng)信方式如(rú)IPCF。
5、協議(yì)棧接口：通(tōng)過網絡協議(yì)棧提供跨平台的(de)調用(yòng)能(↓★βnéng)力，包括SOME/IP、DDS、MQTT、HTTP等網絡協議(yì)的(de)調≤♠度服務、接口封裝和(hé)協議(yì)轉換等。
盡管在互聯網領域中SOA（面向服務的(de)架構）已經被±₽應用(yòng)了(le)很(hěn)長§∏÷≈(cháng)時(shí)間(jiān)，但(dàn)在汽車(chē)→→行(xíng)業(yè)中，它算(suàn)σσ♦是(shì)相(xiàng)對(duì)較新的(de)概念。在Adapti©₹€∏ve AutoSAR框架中，通(tōng)信管理(lǐ)模塊包括進程間π§β(jiān)通(tōng)信和(hé)網絡協議(yì)棧。
鑒于汽車(chē)應用(yòng)場(chǎng)景和(h§ é)通(tōng)信需求的(de)特殊性，許多(duō)互聯網的(de≤∑")SOA技(jì)術(shù)并不(bù)能(néng)直接應用(yòng)于↑γ₩♣汽車(chē)領域。一(yī)般來(lái®&×≤)說(shuō)，SOA通(tōng)信中間(jiān)件(₽βjiàn)系統的(de)各個(gè)層面需要(≈ €×yào)滿足以下(xià)要(yào)求：
1、本地(dì)服務和(hé)遠(yuǎn)程服務之間(jiān)的(de)通(tōng)信應該使用÷₹(yòng)統一(yī)的(de)接口描述語言（IDL）定義的(de)文∞$±≤(wén)件(jiàn)作(zuò)為(wèδ∏i)契約。IDL是(shì)一(yī)種中立的(de)接口描述語言，與具體(tǐ♥>α)的(de)操作(zuò)系統和(hé)編程語言無關。
2、SOA框架的(de)底♣σλ∏層核心功能(néng)應具備以下(xià)特點：服務發現(xiàn₹γ)、消息序列化(huà)、內(nèi)部事(shì)∞λ件(jiàn)/消息處理(lǐ)和(hé)傳輸功能(n↓ éng)。應用(yòng)程序、服務和(hé)操作(zuφ®ò)系統之間(jiān)可(kě)以通(tōng)過≤↓♠↓标準的(de)通(tōng)信協議(yì)或服務接口相(xi>™☆àng)互通(tōng)信或訪問(wèn)，特别是(shì)要(∑ε€yào)滿足傳感數(shù)據的(de)大(>λdà)數(shù)據吞吐傳輸需求。必須支持典型的(de)車(chē)內(nèi)通(tōng π)信協議(yì)，如(rú)SOME/IP協議(yì)、DDS規範等。服務發現(xiàn)功能✔α(néng)應具備訪問(wèn)控制(zhì)功能(néng)，以防止未經授權的(de)用σ♠(yòng)戶進行(xíng)竊聽(tīng)和(hé)侵入；傳輸功能(néng)應具備數(←π'πshù)據加密和(hé)簽名等功能(néng£π©±)，以确保通(tōng)信數(shù)據的(de)安全性。
在未來(lái)，汽車(chē)将與更多(duō)的(de)基礎設施進行('≈✔₹xíng)連接，為(wèi)了(le)實現(xiàn)與它們的(de)連接，将需要(yào" )使用(yòng)不(bù)同的(de)通(tōαβ✔λng)信協議(yì)。
汽車(chē)SOA 通(tōng)信架構
HTTP、MQTT、SOME/IP和(hé)DDS等協議(yì)都(dōu♦∞)用(yòng)于實現(xiàn)SOA架構中的(de)通(tōng)信，隻是♣ (shì)在不(bù)同的(de)場(chǎng)景下(x'♥εià)承擔不(bù)同的(de)責任。例如(rú)，SOME/IP協議(yì)用(yòng)于車'λ(chē)內(nèi)節點之間(jiān)的(deΩ♥✘σ)服務通(tōng)信，而HTTP和(hé)MQTT用(yòng)于與互聯網>£'模塊進行(xíng)通(tōng)信。盡管它們在實現α ™(xiàn)機(jī)制(zhì)上(shàng)有(yǒu)些(xiē)許差異，但(d८n)它們可(kě)以相(xiàng)互切換使用(yòng)。
MQTT、DDS、AMQP、REST和(hé)CoAP等協議(↑γyì)都(dōu)已被廣泛應用(yòng)，并且每種協議(yì)都(dōu)至¶&少(shǎo)有(yǒu)10種不(bù)同的(de)代碼實現(xiàn)。它們都(π♦÷dōu)宣稱支持實時(shí)的(de)發布/訂閱物(wù)聯網協議(y쀮β&)。然而，在具體(tǐ)的(de)系統架構設計(jì)中，需要(yà✔ <₹o)考慮實際場(chǎng)景中的(de)通(tōng)信需求，并選擇适合的(de↕↓'φ)協議(yì)。各種協議(yì)的(de)特點如(rú)表所示。
二、SOME/IP 介紹
2011年(nián)，寶馬設計(jì)并提出了(le)SOME䥧/IP（Scalable Service-orie<→nted Middleware over IP）協議(yì)。SOM♣ ↓E/IP采用(yòng)服務器(qì)-客戶端的(de)服δ∞€→務通(tōng)信模式，并且具備高(gāo)度可(kě)擴展性。SOME/I✘←¥☆P協議(yì)是(shì)一(yī)種應用(yòng)層協議£↕λ(yì)，運 行(xíng)在TCP/UDPσ 傳輸協議(yì)之上(shàng)（車(chē)載以♣≥∞ 太網第四層以上(shàng)）。它作(zuò)為(wèi)以太網通(tōng)信的(de)中γ→間(jiān)件(jiàn)，實現(xiàn)應用(yòng)層¶₹Ω與IP層之間(jiān)的(de)數(shù)據交互，使其₩"不(bù)依賴于操作(zuò)系統，并且✔γπ兼容AUTOSAR和(hé)非AUTOSAR平台。因此σ↔，SOME/IP可(kě)以獨立于硬件(jiàn)平台、操作(zuò)系統和(hé)編程語言。€↓₽₩
SOME/IP 協議(yì)架構
SOME/IP具備滿足車(chē)用(yòng)需求的(de)特性，主要<λ₽β(yào)包括以下(xià)幾個(gè)方面：基于服務的(de)通(tōng)信方式，占用(y☆ו©òng)空(kōng)間(jiān)小(xiǎo)，與AUTOSAR≈↔ 兼容（其他(tā)中間(jiān)件(jiàn)不(bù)具備兼容性），可(kě)伸縮€¶性（适用(yòng)于小(xiǎo)型和(hé)大(dà)型平台 €"），以及兼容性（可(kě)适用(yòng)于車(chē)"δ"輛(liàng)使用(yòng)的(de)各種操作(zuò)系統，如(←↑rú)AUTOSAR、OSEK、QNX和(hé)Linuxβγ）。
SOME/IP支持AUTOSAR CP、AUTOSAR AP以及非AUTOγ•∏•SAR平台之間(jiān)的(de)通(tōng)信交互。寶馬設計(jì)SO→γδME/IP協議(yì)後，它被AUTOSAR納入正式标準，并随著(zhε£"e)CP規範的(de)發布而被廣泛應用(yòng)于車(chē)載以太©α網，因此可(kě)以說(shuō)是(shì)A±σ±UTOSAR CP推動了(le)SOME/IP的(de)廣泛使用(yòng)。
在AUTOSAR架構中，SOME/IP-←≠SD模塊位于AUTOSAR BSW Mode Manager模塊（BswM≤×）和(hé)AUTOSAR Socket Adaptor模塊（SoA>δ✔d）之間(jiān)。BswM模塊提供了(le)通(tōng)用(yòng)×&≤模式請(qǐng)求和(hé)服務請(qǐng)求之間(jiān)的(d≠ ∏πe)連接，而SoAd模塊處理(lǐ)以太網堆棧和(hé)SD模塊之間(jiān)的(de)服務請>δ±(qǐng)求。通(tōng)過配置SoAd中的(de)Socket γδ☆∏Connection表，可(kě)以接收其他(tā)ECU的(de)SD模塊發送的(de¶§)單播和(hé)多(duō)播報(bào$★₽)文(wén)。
借助SOME/IP協議(yì)的(de)高(gāo'δ)度平台擴展性，可(kě)以實現(xiàn)不(bù)同平台之間(jiān)的(de)數(shù✘♠)據交互，而統一(yī)的(de)SOME/IP通(tōng)信機(jī)制(zhì)&↕↑♥是(shì)不(bù)同平台通(tōng)信的(de)前提。為(wè&♠βi)了(le)在不(bù)同軟件(jiàn)平台上(shà♣>ng)運行(xíng)SOME/IP，實現(xiàn)整車(chē)以太網Ω£上(shàng)的(de)SOA架構通(tōng)信機(jī)制(zh¶€¶ì)，AP規範中也(yě)同步引入了(le)SOME/IP，₽♣♦因此在AUTOSAR系統中，CP和(hé)AP之間(jiān)實現(→Ωxiàn)SOME/IP通(tōng)信相(xiàng)對(duì)容易。
為(wèi)了(le)促進非AUTλ×≤¶OSAR軟件(jiàn)平台與車(chē)內(nèi)CP和(hé)AP♣α§ECU之間(jiān)的(de)交互，GENIVI系統同樣開(>•kāi)發了(le)一(yī)套開(kāi)源的(de)vSOME/IP軟件♠₹₽(jiàn)源碼，以便與CP/AP進行(xíng)交互。然而，由于vSOMEΩ€®/IP是(shì)開(kāi)源的(de)，性能(néng)可(kě)能(≤≤φnéng)略有(yǒu)差異，因此需要(yào•σ)統一(yī)的(de)規範進行(xíng)約束，以進行(xíng)深度的(de)二次¥ ♦↓開(kāi)發。目前，全球最大(dà)的(de)商用(yòng)SOME/IP産品供應商是× ™(shì)Vector，而開(kāi)源版的(dσ✔∞↕e)vSOME/IP由GENIVI協會(huì)維護。
三、DDS 介紹
DDS（Data Distribution Servic♠®e）是(shì)由OMG（Object Management G&€λroup）發布的(de)分(fēn)布式通(t↕ ×ōng)信規範。OMG成立于1989年(nián)，是(shì)一(yī)個(gè)國δ γ(guó)際性、開(kāi)放(fàng)性、非營利性的(deε™₩§)技(jì)術(shù)标準聯盟，由供應商、終端用(yòng)戶、學術(shù)機(jī)構和(h←α↓é)政府機(jī)構推動。OMG工(gōng)作(zuò♦λ)組緻力于制(zhì)定企業(yè)集成δ♠←♥标準和(hé)開(kāi)發可(kě)為(wèi)數(sh Ωù)千個(gè)垂直行(xíng)業(yè)提供現(xiàn)實價值的↕§±®(de)技(jì)術(shù)标準，其中包括統一(yī)建模'↑γ§語言SYSML、UML，以及中間(jiān)件(jiàn)标準CORBA±¶₩↑、DDS等。
DDS最早應用(yòng)于美(měi)國(guó)海(hǎi)軍系統，用(α₽yòng)于解決在軍艦系統複雜(zá)網絡環境中∞&™進行(xíng)大(dà)量軟件(jiàn)升級時(shí)的(α✔∞de)兼容性問(wèn)題。随著(zhe)DDS被ROS2和(hé)AUTOSγ÷AR引入，目前它已經廣泛應用(yòng)于航空(kōng♠÷★)、航天、船(chuán)舶、國(guó)防、金✔$ε(jīn)融、通(tōng)信、汽車(chē)等領域。
DDS的(de)特點：
1、數(shù)據中心（Data Centricity）
DDS 數(shù)據中心
DDS實現(xiàn)的(de)數(shù)據♣♦ 共享可(kě)以被理(lǐ)解為(wèi)一(yī)個(gè)抽象的(de)全局數(shù)據空↓✔(kōng)間(jiān)，無論應用(yòng×π®)程序是(shì)用(yòng)哪種開(kāi)發語言編寫，或者在哪 φ♣§種操作(zuò)系統上(shàng)運行∞$(xíng)，都(dōu)可(kě)以以相(☆λxiàng)同的(de)方式訪問(wèn)這(zhè)個(gè)全局數(shù ₽₩♣)據空(kōng)間(jiān)，就(jiù)像訪問(wèn)本地(dì)存儲空(kōng)間€ ←δ(jiān)一(yī)樣。當然，全局數(shù)據空(kōng)間(jiā≤±≈n)隻是(shì)一(yī)個(gè)抽象概念，在實 ♣$ε際實現(xiàn)中，數(shù)據仍然被分(fēn)别存儲在每個(gè)應用(yòn ÷✘g)程序的(de)本地(dì)空(kōng)間(jiān)中。在系✘•β©統運行(xíng)時(shí)，數(shù)據是(shì)按需傳輸或存儲的(d←<★e)，數(shù)據的(de)發布者隻發送訂閱者需要(yào)的(de)數(shù)據，而↓≠訂閱者隻接收并存儲本地(dì)應用(yò ∑ng)程序當前所需的(de)數(shù)據。
全局數(shù)據空(kōng)間(jiān)
DDS還(hái)提供了(le)高(gāo)度靈活的(de)QoS（Quali>•≠ty of Service）策略，以滿足用₩¥±(yòng)戶對(duì)數(shù)據☆"φ共享方式的(de)不(bù)同需求，例如(rú)可(kě)靠性和(h☆<é)故障處理(lǐ)等。對(duì)于對(duì)數(sε∞¶↓hù)據安全性要(yào)求較高(gāo€®<)的(de)系統，DDS還(hái)提供了(le)精細的(de)數(shù)據 €安全控制(zhì)，包括應用(yòng)程序身(shēn)份認證、權限控制♦β(zhì)和(hé)數(shù)據加密等。
4、動态發現(xiàn)（Dyna©↔mic Discovery）
類似于SOME/IP-SD，DDS提≤≠供了(le)數(shù)據發布者和(hé)訂閱者的(de∞←)動态發現(xiàn)機(jī)制(zhì)，這(zhè)意味著(zhe)用(y≈™✔òng)戶無需手動配置通(tōng)信節點的(de)地(dì)址或其他(tā)屬性信息，因為÷↕"(wèi)它們在運行(xíng)過程中會(huì)自(zλ&ì)動發現(xiàn)對(duì)方并自(zì)動完成≠↔≠相(xiàng)關配置，實現(xiàn)了(le)即插即用(yòng)的(✘>γde)功能(néng)。
5、可(kě)擴展架構（Scalable Architecture）
DDS可(kě)應用(yòng)于邊緣計(jì)算(suàn)、霧計(jì)算(su≤✔"àn)和(hé)雲計(jì)算(suàn)領域。在邊緣計(jì)算(suàn)中，DD>€βS可(kě)以實現(xiàn)高(gāo)速實時(shí)的(de)設備間(jiān)通($© tōng)信。在中間(jiān)系統中，DDS提供健壯可(kě)靠的(de)QoS和(hé)內 π¥(nèi)容感知(zhī)的(de)信息Ω☆流。DDS提供可(kě)擴展的(de)信φ♣>息訪問(wèn)和(hé)數(shù)據分(fēn)發手段，用(yòng)于集成信息系δ<®統，将各系統接入雲端。
OMG DDS的(de)适用(yòng)範圍廣泛，涵蓋了(le)從(cóng)小(π&≈φxiǎo)型設備到(dào)雲計(jì)算(suàn)系統等超大(dà)型系統。DD≤δ<¥S能(néng)夠以超高(gāo)速傳輸數(shù)據并同時(↑₽Ωshí)管理(lǐ)數(shù)千個(gè)數(shù)據對(duì)象，提供極高(gāo)的(δπβ∏de)可(kě)用(yòng)性和(hé)安全性，非常适用(yòng)于物(wù)聯網。通(♠≤♦tōng)過提供一(yī)個(gè)标準的(de)通(tōng)信層，D©±DS屏蔽了(le)底層複雜(zá)性，簡化(huà) ♣了(le)分(fēn)布式系統的(de)開(kāi)發。
可(kě)擴展架構
6、安全（Security）DDS為(wèi)關鍵任務的(de)工(gōng)業(y≤€è)物(wù)聯網環境提供了(le)全面的(de×∏₩)安全保護機(jī)制(zhì)，跨系統、跨供應商，覆蓋從(cπ£óng)邊緣設備到(dào)雲端的(de)安全£♠性需求。
DDS提供了(le)身(shēn)份驗證、訪問(wèn)控δ™制(zhì)、數(shù)據加密和(hé)數(shù)據完←§ §整性等安全機(jī)制(zhì)，以确保數(shù)據分(fēn)發的(de)安↔↑ ≈全性。這(zhè)些(xiē)安全機(jī)制(zhì)±★•是(shì)在點對(duì)點對(duì)等架構上(shàng)實現∏¶∑(xiàn)的(de)，不(bù)會(huì)影'♦←β(yǐng)響實時(shí)通(tōng)信的(de)性能(néng)。
目前，DDS已被多(duō)個(gè)車(chē)載中間(jiān)件≠₹(jiàn)平台引入。AUTOSAR A£®P已完整地(dì)集成了(le)DDS标準的(de)網絡綁定。另外→♥•"(wài)，雖然AUTOSAR CP的(de)标準規範本身(shēn)不(bù)支持DDSΩ☆>₩，但(dàn)通(tōng)過一(yī)些•♥γ(xiē)變通(tōng)方法也(yě)可(kě)以在CP上($®§shàng)集成DDS。ROS2和(hé)C'✘yberRT的(de)底層都(dōu)使★£用(yòng)了(le)開(kāi)源的(de)DDS作(zuò)為(wèi)最重要(yào)的' ≈(de)通(tōng)信機(jī)制(zhì)。針對(duì)自(zì)動駕駛領域的(de←©')SOC芯片，如(rú)Xavier和(hé)Orin，也(yě)都(dōu)預留了(le)DDS§↔接口。RTI作(zuò)為(wèi)OMG組織董事(shì)會(huì)的(deασ)成員(yuán)，領導了(le)DDS标準的(de)制(©★zhì)定，并開(kāi)發了(le)名為(wèi)Connext的(de)DDS品牌↓，因此也(yě)被稱為(wèi)Connext DDS。
開(kāi)源DDS相(xiàng)對(duì)于商用(yòng)的(de)R>ΩTI DDS等來(lái)說(shuō)，是(shì)根據OMG官方标準開(kāi)發的(de♦≈€)，但(dàn)源代碼是(shì)開(kāi)放(fàng)的(de)，主要(yào)包$±™括Fast DDS和(hé)Open DDS等。
在自(zì)動駕駛領域，由RTI原核心團隊成&₩£✔員(yuán)在歐洲創辦的(de)eProsima↕≈公司推出了(le)影(yǐng)響力較大(d↑© à)的(de)開(kāi)源DDS，名為(wèi)Fαπ<™ast DDS。在eProsima将Fast DDS的(de↕•✘)源代碼開(kāi)放(fàng)後，用(yòng)戶可(kě)以直接在GitHub上(sh&♥§πàng)免費(fèi)下(xià)載。使用(yòng)Fast DDS 需要(yào)向eProsima支付費(fèi)用(©Ωyòng)以獲得(de)支持。
Open DDS由位于聖路(lù)易斯和(hé)鳳§✔"凰城(chéng)的(de)Object Computing的(de)ACE/TA©÷±O團隊開(kāi)發，與Fast DDS有(yǒu)一(yī)定的( ≈£de)相(xiàng)似性，兩者都(dōu)基于RTPS實現(xiàn)，都(dō♥$u)是(shì)面向數(shù)據的(de)通(tōn≥♠>™g)信框架，并遵循同一(yī)标準。這(zhè)類框架的(de)典型特征是(shì)去♠♣ε↕(qù)中心化(huà)、支持QoS機(jī)制(zhì)和(hé)實時(shí)♥♠通(tōng)信，并通(tōng)常與序列化(huà)σ¶工(gōng)具如(rú)protobuf進行(xíng≤β$§)綁定。
盡管開(kāi)源DDS對(duì)RTI的(de)商用(yòng)DD∞&>λS形成一(yī)定的(de)競争，但(dàn)開(kāi)源DDS也(yě)✔÷©存在一(yī)些(xiē)不(bù)足之處：開(kāi)源DDS的(de)使用(yò★βng)門(mén)檻較高(gāo)，例如(rú)γε RTI DDS的(de)服務策略有(yǒu)50多(duō)個(gè)，§★而開(kāi)源DDS隻有(yǒu)23個(gè♠λ)，完整性遠(yuǎn)不(bù)及前者γ♥；RTI的(de)DDS已通(tōng)過了(le)ASIL-D認證，&₽而開(kāi)源DDS尚未達到(dào)這(zhè)一(yī)認證水(shuǐ)平。☆∑≈
四、SOME/IP 與 DD÷≥∑ S 對(duì)比
SOME/IP和(hé)DDS是(shì)目前在域控最常用(yòng)♥≥♣>的(de)兩類通(tōng)信中間(jiān)件(j₩©✘↑iàn)，它們都(dōu)是(shì)面向服務的(de)通(tōng)信協議(Ω £εyì)，并采用(yòng)以數(shù)據為(wèi)中心的(de)發布/訂閱模式。ββ☆®
然而，SOME/IP和(hé)DDS在許多(duō)方面也(yě)存在差異，γ≈€主要(yào)區(qū)别如(rú)下(xià)：
1、主要(yào)應用(yòng)領域不(bù)★£<同：SOME/IP專為(wèi)汽車(chē)領域開(k<≠āi)發，針對(duì)汽車(chē)領域的(de)需求定義了(le)一(yī)套通(t<↔ōng)信标準，并在汽車(chē)領域深耕已久；而DDS是(shì)一(yī)個(g★πè)工(gōng)業(yè)級别的(de)強實時(s®δσhí)通(tōng)信标準，适應性較強，但(dàn)在應用(y>★✔↕òng)于汽車(chē)/自(zì)動駕駛領域時(shí)需γ≠要(yào)進行(xíng)專門(mén)的(de)裁剪。
2、靈活性和(hé)可(kě)伸縮性不(bù)同：相(xiàng)比SOME/IP，DDS引入了(le)↔↔&許多(duō)标準內(nèi)置特性，如(rú)'≤↕基于內(nèi)容和(hé)時(shí)間(jiān)∑α☆的(de)過濾、與傳輸無關的(de)可(kě)靠性、持久∏→ε≥性、存活性、延遲/截止時(shí)間(jiān)監視(shì)、可(k£≈↕ě)擴展類型等。當AUTOSAR AP與DDS一(β€yī)起構建通(tōng)信框架時(shí)，該框架不(bù)僅與現(xiàn)有(yǒu)AP∑→§I和(hé)應用(yòng)程序兼容，還(hái)在可(kě)靠性、性♠&∑能(néng)、靈活性和(hé)可(kě)伸縮性等方面提供£↑≈重要(yào)的(de)好(hǎo)處。
3、訂閱方和(hé)發布方的(de)耦合程度不(bù)同：在SOME/IP中，訂閱方在正常數(shù)據傳輸之前需要(α™™yào)與發布方建立網絡連接并詢問(wèn)發布方是(shì)否提供所λα需服務，從(cóng)這(zhè)個(gè)角度看(kàn)，↔"'節點之間(jiān)仍然存在一(yī)定的(de)耦合性。而在DDS标準下(xià)，每個(gè)£€★&訂閱方或發布方隻需要(yào)在自(zì)己δ ↑←的(de)程序中訂閱或發布傳感器(qì)數(shù¶→)據，無需關心任何連接。因此，在DDS中，服務的(de)訂閱方和(hé)發布方₹"λ↑更加徹底地(dì)解耦。
4、服務策略不(bù)同：良好(hǎo)的(de)服務質量（QoS）是(shì)DDS标準相(xiàng)對(d₹φקuì)于SOME/IP最重要(yào)的(de)特征。SOME/IP隻有(yǒu)一(yī)個♠≠(gè)QoS，而RTI DDS和(hé)開(kāi)源D♦$←DS分(fēn)别提供了(le)50多(duō←↔÷)個(gè)和(hé)20多(duō)個(gè)QoS，這(zhè)€♣→些(xiē)QoS基本上(shàng)涵蓋了ε&(le)大(dà)多(duō)數(shù)可(kě)預見(j•≤♥↑iàn)的(de)智能(néng)駕駛場(chǎng)→€¥景。
5、應用(yòng)場(chǎng)景不(bù)同：從(cóng)應用(yòng)場(chǎng)景的(de)角度來(lái)看(kàn)，SO→€ME/IP更适用(yòng)于車(chē)載網絡，并且 ♣∞隻能(néng)在基于IP類型的(de)網絡環境中使用(yòng)；而DDS在傳輸←₽方式上(shàng)沒有(yǒu)特别的(de)限制₽™♦(zhì)，可(kě)以支持基于非IP類型的(de)網絡，例如(rú)共享內(nèi)存、跨核♣ε通(tōng)信、PCIe等。此外(wài)，DDS還(hái)提供了(le)完備的(d→≠e)車(chē)聯網解決方案，其獨有(yǒ§φu)的(de)DDS Security和(hé)DDS Web功能(néng<÷)為(wèi)用(yòng)戶提供了(le)一(yī)站(zh<≠©àn)式的(de)“車(chē)-雲-移動端”解決方案。
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