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。)