c语言中间件

Ⅰ 嵌入式c语言重点知识点

嵌入式C语言重点知识点

嵌入式linux

嵌入式Linux 是将日益流行的Linux操作系统进行裁剪修改，使之能在嵌入式计算机系统上运行的一种操作系统。Linux做嵌入式的优势，首先，Linux是开放源代码;其次，Linux的内核小、效率高，可以定制，其系统内核最小只有约134KB;第三，Linux是免费的OS，Linux还有着嵌入式操作系统所需要的很多特色，突出的就是Linux适应于多种CPU和多种硬件平台而且性能稳定，裁剪性很好，开发和使用都很容易。同时，Linux内核的结构在网络方面是非常完整的，Linux对网络中最常用的TCP/IP协议有最完备的支持。提供了包括十兆、百兆、千兆的以太网络，以及无线网络，Token Ring(令牌环网)、光纤甚至卫星的支持。

移植步骤：

1.Bootloader的移植;

2.嵌入式Linux操作系统内核的移植;

3.嵌入式Linux操作系统根文件系统的创建;

4.电路板上外设Linux驱动程序的编写。

WinCE

WinCE是微软公司嵌入式、移动计算平台的基础，它是一个开放的、可升级的32位嵌入式操作系统，是基于掌上型电脑类的电子设备操作系统，它是精简的Windows 95，Win CE的图形用户界面相当出色。WinCE是从整体上为有限资源的平台设计的多线程、完整优先权、多任务的操作系统。它的模块化设计允许它对于从掌上电脑到专用的工业控制器的用户电子设备进行定制。操作系统的基本内核需要至少200K的ROM。

一般来说，一个WinCE系统包括四层结构：应用程序、WinCE内核映像、板级支持包(BSP)、硬件平台。而基本软件平台则主要由WinCE系统内核映像(OS Image)和板卡支持包(BSP)两部分组成。因为WinCE系统是一个软硬件紧密结合的系统，因此即使CPU处理器相同，但是如果开发板上的外围硬件不相同，这个时候还是需要修改BSP来完成一个新的BSP。因此换句话说，就是WinCE的移植过程主要是改写BSP的过程。

Android

Android 是一个包括操作系统，中间件以及一些重要应用程序的专门针对移动设备的层次结构的软件集。Android 作为一个完全开源的.操作系统，是由操作系统Linux、中间件以及核心应用程序组成的软件栈。通过 android SDK 提供的 API 以及相应的开发工具， 程序员可以很方便的开发android平台上的应用程序。其整个系统由应用程序，应用程序框架，应用程序库，Android运行库，Linux内核(Linux Kernel)五个部分组成。Android操作系统内置了一部分应用程序， 包括电子邮件客户端、SMS程序、日历、地图、浏览器、通讯录以及其他的程序，值得一提的是这些所有的程序都是用java编写的。

移植的主要的工作是驱动，硬件抽象层的移植。为了更好地理解和调试系统，也应该适当地了解上层对硬件抽象层的调用情况。

TinyOS

TinyOS是一个开源的嵌入式操作系统，它是由加州大学的伯利克分校开发出来的，主要应用于无线传感器网络方面。程序采用的是模块化设计，所以它的程序核心往往都很小，一般来说核心代码和数据大概在400 Bytes左右，能够突破传感器存储资源少的限制。TinyOS提供一系列可重用的组件，一个应用程序可以通过连接配置文件(A Wiring Specification)将各种组件连接起来，以完成它所需要的功能。

嵌入式实时操作系统(RTOS)

在工业控制、 军事设备、航空航天等领域对系统的响应时间有苛刻的要求，这就需要使用实时系统。当外界事件或数据产生时，能够接受并以足够快的速度予以处理，其处理的结果又能在规定的时间之内来控制生产过程或对处理系统作出快速响应，并控制所有实时任务协调一致运行的嵌入式操作系统。故对嵌入式实时操作系统的理解应该建立在对嵌入式系统的理解之上加入对响应时间的要求。

FreeRTOS

FreeRTOS是一个迷你操作系统内核的小型嵌入式系统。作为一个轻量级的操作系统，功能包括：任务管理、时间管理、信号量、消息队列、内存管理、记录功能等，可基本满足较小系统的需要。FreeRTOS任务可选择是否共享堆栈，并且没有任务数限制，多个任务可以分配相同的优先权。相同优先级任务的轮转调度，同时可设成可剥夺内核或不可剥夺内核。

FreeRTOS 的移植主要需要改写如下三个文件。

1.portmacro.h

2.port.c

3. port.asm

μTenux

μTenux基于ARM微控制器平台，对uT最适用于ARM Cortex M0-M4系列的微控制器，代码开源、免费，是一个功能强大的抢占式实时多任务操作系统。μTenux除具有实时嵌入式操作系统的一般特性：可移植性，可固化，可裁剪等特性以外，它还具有如下优点：

(1)微内核。无MMU， ROM/RAM占用量小，所占ROM最大60KB，最小10KB;RAM最大12KB，最小2KB;

(2)开源免费;

(3)支持所有32位ARM7/9和Cortex M系列的微控制器;

(4)可配置多达到256个任务以及140个任务优先级;

(5)有良好的商业支持， T-Engine论坛进行总的维护。

移植主要包括：芯片系统时钟移植，外设移植和通用输出/输入端口的移植以及看门狗模块移植。由于考虑到内核代码的重要性以及其在整个移植中的重要意义，且为了整个系统有更好的实时性，可选用汇编语言编写操作系统的启动代码。

VxWorks

VxWorks系统提供多处理器间和任务间高效的信号灯、消息队列、管道、网络透明的套接字。实时系统的另一关键特性是硬件中断处理。为了获得最快速可靠的中断响应，VxWorks系统的中断服务程序ISR有自己的上下文。VxWorks实时操作系统由400多个相对独立的、短小精炼的目标模块组成，用户可根据需要选择适当模块来裁剪和配置系统，这有效地保证了系统的安全性和可靠性。系统的链接器可按应用的需要自动链接一些目标模块。这样，通过目标模块之间的按需组合，可得到许多满足功能需求的应用。

移植过程可以参考网络上一些BSP代码，BSP的英文全称为board support package，即板级支持包，它的作用是针对特殊的硬件平台，为VxWorks内核提供操作的接口。

μClinux

嵌入式Linux作为一个开放源代码的操作系统，以价格低廉、功能强大又易移植的特性正在被广泛应用，μClinux是专门针对没有MMU的处理器而设计的嵌入式Linux，非常适合中低端嵌入式系统的需求。 在GNU通用公共许可证的授权下，μClinux操作系统的用户可以使用几乎所有Linux的API函数，不会因为没有内存管理单元MMU而受到影响;而且，μClinux在标准的Linux基础上进行了适当的裁剪和优化，形成了一个高度优化的、代码紧凑的嵌入式Linux，体积小了，但是仍然保留了Linux的大多数的优点，比如稳定性好、强大的网络功能、良好的可移植性、完备的文件系统支持功能、以及标准丰富的应用程序接口API等，可以支持类似ARM7TDMI等类型多的小巧玲珑的中央处理器。

eCos

eCos中文翻译为嵌入式可配置操作系统或嵌入式可配置实时操作系统。适合于深度嵌入式应用，主要应用对象包括消费电子、电信、车载设备、手持设备以及其他一些低成本和便携式应用。eCos是一种开发源代码软件，无任何版权费用。 eCos最大的特点是模块化，内核可配置。如果说嵌入式Linux太庞大了，那么eCos可能就能够满足要求。它是一个针对16位、32位和64位处理器的可移植开放源代码的嵌入式RTOS。和嵌入式Linux不同，它是由专门设计嵌入式系统的工作组设计的。eCos具有相当丰富的特性和一个配置工具，后者能够让你选取你所需要的特性。

eCos的软件分了若干的模块，移植工作主要在他的hal层进行，所谓hal(硬件抽象层)就是把和硬件相关的软件凑到一起。

μC/OS-II

μC/OS-II是一个完整的、可移植、可固化、可裁剪的占先式实时多任务内核。μC/OS-II绝大部分的代码是用ANSI的C语言编写的，包含一小部分汇编代码，使之可供不同架构的微处理器使用。其结构小巧简洁且支持抢占式的多任务调度与管理。此实时操作系统管理任务数多达64个，且提供内部程序存储器管理、系统运行时间管理、多任务实时调度与管理等功能。由于它的作者占用和保留了8个任务，所以留给用户应用程序最多可有56个任务。赋予各个任务的优先级必须是不相同的。这意味着μC/OS-II不支持时间片轮转调度法。μC/OS-II为每个任务设置独立的堆栈空间，可以快速实现任务切换。

将μC/OS-II操作系统移植到目标处理器上，需要从硬件和软件两方面来考虑。硬件方面，目标处理器需满足以下条件：

①处理器的C编译器能产生可重入代码;

②用C语言可以开/关中断;

③处理器支持中断，并且能够产生定时中断(通常在10～1000 Hz之间);

④处理器能够支持容纳一定量数据的硬件堆栈;

⑤处理器有将堆栈指针和其他寄存器读出和存储到堆栈或内存中的指令。

软件方面，主要是一些与处理器相关的代码移植，其分布在OS_CPU.H、OS_CPU_C.C和OS_CPU_A.ASM这3个不同的文件中。

Ⅱ Linux环境下C开发_linux搭建c语言开发环境

一：C语言嵌入式Linux工程师的学习需要具备一定的C语言基础，C语言是嵌入式领域最重要也是最主要的编程语言，通过大量编程实例重点理解C语言的基础编程以及高级编程知识。包括：基本数据类型、数组、指针、结构体、链表、文件操作、队列、栈等。

二：Linux基础Linux操作系统的概念、安装方法，详细了解Linux下的目录结构、基本命令、编辑器VI,编译器GCC，调试器GDB和Make项目管理工具,ShellMakefile脚本编写等知识，嵌入式开发环境的搭建。

三：Linux系统编程重点学习标准I/O库，Linux多任务编程中的多进程和多线程，以及进程间通信(pipe、FIFO、消息队列、共享内存、signal、信号量等)，同步与互斥对共享资源访问控制等重要知识，主要提升对Linux应用开发的理解和代码调试的能力。

四：Linux网络编程计算机网络在嵌入式Linux系统应用开发过程中使用非常广泛，通过Linux网络发展、TCP/IP协议、socket编程、TCP网络编程、UDP网络编程、Web编程开发等方面入手，全面了解Linux网络应用程序开发。重点学习网络编程相关API，熟练掌握TCP协议服务器的编程方法和并发服务器的实现，了解HTTP协议及其实现方法，熟悉UDP广播、多播的原理及编程方法，掌握混合C/S架构网络通信系统的设计，熟悉HTML,Javascript等Web编程技术及实现方法。

五：数据结构与算法数据结构及算法在嵌入式底层驱动、通信协议、及各种引擎开发中会得到大量应用，对其掌握的好坏直接影响程序的效率、简洁及健壮旅瞎性。此阶段的学习要重点理解数据结构与算法的基础内容，包括顺序表、链表、队列、栈、树、图、哈希表、各种查找排序算法等应用及其C语言实现过程。

六：C、QTC是Linux应用开发主要语言之一，本阶段重点掌握面向对象编程的基本思想以及C的重要内容。图形界面编程是嵌入式开发中非常重要的一个环节。由于QT具有跨平台、面向对象、丰富API、支持2D/3D渲染、支持XML、多国语等强大功能，在嵌入式领域的GUI开发中得到了广范的应用，在本阶段通过基于QT图形库的学习使学员可以熟练编写GUI程序，并移植QT应用程序到Cortex-A8平台。包括IDE使用、QT部件及布局管理器、信息与槽机制的应用、鼠标、键盘及绘图事件处理及文件处理的应用。

七：CortexA8、Linux平台开发通过基于ARMCortex-A8处理s5pv210了解芯片手册的基本阅读技巧，掌握s5pv210系统资源、时钟控制器、电源管理、异常中断控制器、nandflash控制器等模块，为底层平台搭建做好准备。Linux平台包括内核裁减、内核移植、交叉编译、GNU工具使用、内核调试、Bootloader介绍、制作与原理分析、根文件系统制作以及向内核中添加自己的模块，并在s5pv210实验平台上运行自己制作的Linux系统,集成部署Linux系统整个流程。同时了解Android操作系统开发流程。Android系统是基于Linux平台的开源操作系统，该平台由操作系统、中间件、用户界面和应用软件组成，是首个为移动终端打造的真正开放和完整的移动软件，目前它的应用不再局限于移动终端，还包括数据电视、机顶盒、PDA等消费类电子产品。

八：驱动开发拆颤空驱动程序设计是嵌入式Linux开发工作中重要的一部分，也是比较困难的一部分。本阶洞租段的学习要熟悉Linux的内核机制、驱动程序与用户级应用程序的接口，掌握系统对设备的并发操作。熟悉所开发硬件的工作原理，具备ARM硬件接口的基础知识，熟悉ARMCortex-A8处理器s5pv210各资源、掌握Linux设备驱动原理框架，熟悉工程中常见Linux高级字符设备、块设备、网络设备、USB设备等驱动开发，在工作中能独立胜任底层驱动开发。

以上就是列出的关于一名合格嵌入式Linux开发工程师所必学的理论知识，其实，作为一个嵌入式开发人员，专业知识和项目经验同样重要，所以在我们的理论学习中也要有一定的项目实践，锻炼自己的项目开发能力。

Ⅲ C语言介绍

一、C语言的 历史

C语言由丹尼斯·里奇（Dennis Ritchie）于1972年在位于美国的AT&T（美国电话电报公司）贝尔实验室发明。C语言借鉴前辈语言的功能和优点，并且克服了它们存在的问题。可以说C语言是对当时现有语言的一次改进和总结，创造出一种在那个时代更加优秀的编程语言。直至当前，C语言还是一种比较重要的编程语言，在比较流行的编程语言排行榜上常年霸榜前几名，经久不衰。很多计算机专业都是以C语言作为第一编程入门语言，可见C语言的影响和重要性。

图一 编程语言趋势&2021排行榜(部分)

二、C语言的特点

C语言是一种中级编程语言，相对于低级语言汇编，高级语言Java等现代语言。C语言可以直接访问内存，分配内存，与硬件设备交互，具有低级语言的特点；相对于现代的面向对象编程，C语言是一种面向过程语言，面向过程语言也称为结构化程序设计语言。通俗的讲，面向对象编程是把对象当做一个基本编程单位/个体；面向过程编程，把一些功能划分成一个单元称之为函数，程序的执行就是函数顺序逐步的执行。

三、C语言的应用

C语言有很多方面的应用。首先，C语言发明者使用C语言编写了Unix操作系统。Linux操作系统也是使用C语言开发出来的。现代很多基础软件是使用C语言开发的，比如我们常用的wps办公软件等等桌面应用软件，如果你仔细观察，你可能发现平时电脑上使用的很多应用就是使用C语言开发出来的，是不是有点小惊讶。可见C语言的应用是很普遍的。C语言应用的领域有系统内核、驱动、基础应用、桌面应用等等。不过有些领域并没有使用C语言，Web开发并没有使用C语言，然而，Web服务器、中间件使用C语言开发是比较司空见惯的。

我们可以列举日常使用的软件有哪些是使用C语言开发的。谷歌浏览器部分使用C语言开发，一些规模比较大的软件，并不是使用单一的编程语言开发出来。QQ、微信PC端也是使用CC++开发。还有wps等等，很大一部分日常使用的PC软件都是使用CC++开发的。软件开发领域使用的软件应用有更多是使用CC++开发出来的。

Ⅳ 如何在c++定义一个学生类以实现平均成绩的计算和查询功能

一．中间件的定义与作用
1.什么是中间件？
图片摘自公众号“筋斗云与自动驾驶”
笔者在交流中发现，不同的人对中间件的理解并不一样，甚至可以说，到现在，这个概念还是模糊不清的。比如：
（1）有的人认为中间件仅指位于OS内核之上、功能软件之下的那部分组件，为上层提供进程管理、升级管理等服务；而有的人则认为中间件还应包括功能软件和应用软件中间的那部分（参见上图）。按茅海燕的说法，前者是“通用中间件”，而后者是“专用中间件”。本文中提到的“中间件”，若不做专门说明，便特指“通用中间件”。
（2）有一些人提到的自动驾驶中间件，包括了AUTOSAR（又分为AUTOSAR CP和AUTOSAR AP），还有一些人口中的中间件，特指ROS2、Cyber RT、DDS等。
（3）未动科技VP萧猛认为，“中间”一词是相对的，当有多层堆叠的时候，每一层都是其上下两层的中间层，因此，在用“中间件”这个词的时候，我们需要特别指明它究竟位于“哪两层之间”。按萧猛的说法，当我们称“ROS/ROS2 为中间件”时，其含义与 “AUTOSAR AP为中间件”并不是对等的关系。
(4)Vector产品专家蔡守群说，他理解的中间件，“是给App开发提供功能支撑的，对外是没有功能表征的；但是站在操作系统内核的角度，中间件跟App并没有本质的区别”。
2.中间件的作用
汪浩伟说：“专用中间件原本是应用程序的一部分，只是很多公司做自动驾驶都需要用到，就被抽象出来了。”
那么，它究竟有什么用？
毕晓鹏认为，自动驾驶中间件最主要的作用是：对下，它能够去适配不同的OS内核和架构；对上，它能够提供一个统一的标准接口，负责各类应用软件模块之间的通信以及对底层系统资源的调度。
据毕晓鹏解释，前者，使开发者们无需考虑底层的OS内核是什么，也无需考虑硬件环境是什么，即不仅实现了应用软件与OS的解耦，也实现了应用软件与硬件的解耦；而后者则确保了数据能够安全实时地传输、资源进行合理的调度。
为什么要通过中间件来支持软硬件解耦？毕晓鹏解释道：
我开发一个应用软件，其中很多内容都是与具体应用逻辑无关的，包括数据通信、通信安全、系统资源调度等，比如，有十个进程需要数据交互，完全没有必要在十个程序的软件代码里各自进行实现和配置。针对这种情况，我们就可以把重复的部分抽象成一种服务，单独封成一层东西（这就是中间件），并提供统一的库、接口和配置方法，供上层去调用。这样的话，有一部分人专门去做中间件的，而做上层应用的人也不需要考虑跟底层交互的事情。
举例说，如果要做一个自动泊车系统，它有各个模块或业务逻辑独立的不同软件，在进行通信、数据交互，或者调用底层资源时，只需要中间件的一个接口就可以实现，其他事情不需要考虑，这样开发人员就可以专注于自己的业务逻辑。
又比如，一个摄像头需要感知前面的车道线、红绿灯等，开发人员就专门做红绿灯和车道线检测算法，与外界的数据交互只需要使用中间件的通信服务（例如订阅摄像头信息，发布检测结果），而不必关心数据从哪里来、发给谁。
Nullmax纽劢科技系统平台总监苗干坤博士在此前的一篇文章中写道：
“芯片算力大幅增长，摄像头像素呈翻倍之势，激光雷达出现在更多新车规划上……没有谁能够断言车上的传感器应该有多少，又或者是将来的汽车还会增加哪些硬件，但所有人都知道硬件的变化将会来得更加猛烈。
“所以我们也可以看到，汽车对软硬件架构的要求也越来越高，既要能满足当下的需求，还要具备相当的前瞻性、兼容性和扩展性，能够支持接下来软硬件升级换代、增减模块的需求。而自动驾驶的中间件，就正是这样一个可以按需调整、满足各样需求的现代温室。
“在早期开发中，中间件可以化整为零，将巨大的软件工程分解成若干小任务，分散解决。在后期应用时，它又可以化零为整，像拼积木一样，根据需求将一个个模块组合成一个整体，严丝合缝。”
在春节前的一场直播中，东软睿驰产品销售总监安志鹏说，在软硬件解耦、模块化管理后，再遇到问题，就不用整个系统都改，只改相对应的部分就行了。这样，软件的可复用程度就极大地提升了，同时，验证的工作量也会减少许多，整体开发效率也会因此提升。
相反，没有中间件的话，应用层就得直接调用操作系统的接口，后期要是换了操作系统，应用层的代码和算法可能就要推倒重来。
简言之，中间件通过对计算平台、传感器等资源进行抽象，对算法、子系统、功能采取模块化的管理，并提供统一接口，让开发人员能够专注于各自业务层面的开发，无需了解无关细节。
按东软睿驰产品销售总监安志鹏的说法，搞AUTSOAR这样的中间件，并不是只对OEM有利，“零部件供应商的选择面也大了——应用做好了，下面的软件、芯片可以选好几家供应商的，要比传统的开发模式快很多，因而，零部件供应商也是受益者”。
用萧猛的话说，中间件最直接的好处就是“为上层屏蔽底层的复杂性”，软件开发人员可以忽略芯片、传感器等硬件的差异，从而高效、灵活地将上层应用及功能算法在不同平台上实现、迭代、移植。萧猛认为，中间件可以看做是自动驾驶应用背景下的一项“新基建”。
（图片摘自冯占军博士的《AUTOSAR对基础软件开发是喜还是忧？》一文。AUTOSAR只是中间件的一种，但这里写的“AUTOSAR开发优势”基本也适用于其他中间件。）
不过，站在开发者的角度看，中间件的意义也未必全部是正面的。如冯占军博士在《AUTOSAR对基础软件开发是喜还是忧？》一文中就提到了如下两点：
底层软件工程师变成了工具人，“只要你去点点鼠标，用工具配合就可以了”，很多原本由自己做的测试也改由供应商来做，进而导致工程师的成就感严重降低；时间久了，工程师从0到1开发的能力也会降低。
（图片摘自冯占军博士的文章。尽管文章说的是Autosar,但实际上这些问题在ROS等其他中间件的使用过程中也会存在。）
对软件工程师来说，中间件造成的“能力退化”这一问题几乎是无解的。但冯占军博士认为，“如果这个中间件在开发过程中，有使用公司的工程师深度参与，提出需求并一起实施，会好一些”。
此外，殷玮在一篇文章提到，使用AUTOSAR这样的中间件，Tier 1们应该是很不情愿的，“因为不到增加了成本，还有可能逐步沦为硬件生产商”。但这个也不能说是中间件的锅，在软件定义汽车大大趋势下，这几乎是必然的。
二．常见的基本概念
1. AUTOSAR CP 与 AUTOSAR AP
在所有的中间件方案中，最着名的非AUTOSAR莫属了。
严格地说，AUTOSAR并非特指由某一家软件公司开发出来的某款操作系统或中间件产品，而是由全球的主要汽车生产厂商、零部件供应商、软硬件和电子工业等企业共同制定的汽车开放式系统架构标准。不过，在实践中，各公司基于AUTOSAR标准开发出来的中间件也被被称为“AUTOSAR”。
当前，AUTOSAR可分为Classic Platform和Adaptive Platform两个平台，两者分别被简称为AUTOSAR CP与AUTOSAR AP。
简单地说，AUTOSAR CP主要跑在8bit、16bit、32bit的MCU上，对应传统的车身控制、底盘控制、动力系统等功能，如果涉及到自动驾驶的话，AUTOSAR CP可能无法实现；而AUTOSAR AP主要跑在64bit以上的高性能MPU/SOC上，对应自动驾驶的高性能电子系统。
严格地说，AUTOSAR CP并不只是个“中间件”，它是相当于“OS内核+中间件”的一套完整的“操作系统”。 AUTOSAR CP定义了基本的上层任务调度、优先级调度等。
在基于分布式架构的ADAS功能中，AUOTSAR CP便是最常见的“操作系统”。在AUTOSAR的生态形成后，很多芯片厂商的MCU上标配的就是AUTOSAR CP，主机厂没有什么选择权。
由于分布式架构下的芯片主要是MCU，因此，便有了“AUTOSAR CP主要跑在MCU上”的说法。
在分布式架构下，不同的功能对应着不同的MCU，而每一个MCU上都需要跑一套AUTOSAR CP，若传感器的类型比较多，则仅ADAS相关功能就需要很多套AUTOSAR CP，那怎么收费呢？
常规的做法是：根据MCU的类型来收费——如果MCU是两个异构的MCU，那AUTOSAR CP就按两套来收费；如果MCU是同构的，那AUTOSAR CP就按一套来收费。
随着EE架构从分布式向集中式演进、芯片由MCU向SOC演进，计算量及通信量成数量级地上升，另外，多核处理器、GPU、FPGA以及专用加速器的需求，还有OTA等，都超出了AUTOSAR CP的支持范围。
（图片摘自安志鹏的直播课）
2017年，为更好地满足集中式架构+SOC时代的高等级自动驾驶对中间件的需求，AUTOSAR联盟推出了通信能力更强、软件可配置性更灵活、安全机制要求更高的AUTOSAR AP平台。
需要强调的是，不同于AUTOSAR CP自身已经包含了基于OSEK标准的OS，AUTOSAR AP只是一个跑在Lunix、QNX等基于POSIX标准的OS上面的中间件——它自身并不包含OS。
结合aFakeProgramer于2020年发表在CSDN上的《为什么要用AP？Adaptive AutoSAR到底给企业提供了一些什么？》一文及东软睿驰安志鹏在2022年春节前的一场直播中讲的内容，AUTOSAR CP与AUTOSAR AP最主要的区别有如下几点：
1）.编程语言不同——AUTOSAR CP基于C语言，而AUTOSAR AP基于C++语言；
2）.架构不同——AUTOSAR CP 采用的是FOA架构（function-oriented architecture），而AUTOSAR AP采用的则是SOA架构（service-oriented architecture）；
3）.通信方式不同——AUTOAR CP采用的是基于信号的静态配置通信方式（LIN\CAN...通信矩阵），而AUTOSAR AP采用的是基于服务的SOA动态通信方式（SOME/IP）；
4）.连接关系不同——在AUTOSAR CP中，硬件资源的连接关系受限于线束的连接，而在AUTOSAR AP中，硬件资源间的连接关系虚拟化，不局限于通信线束的连接关系；
5）.调度方式不同——AUTOSAR CP采用固定的任务调度配置，模块和配置在发布前进行静态编译、链接，按既定规则顺序执行，而AUTOSAR CP则支持多种动态调度策略，服务可根据应用需求动态加载，并可进行单独更新。
6）.代码执行和地址空间不同——AUTOSAR CP中，大部分代码静态运行在ROM，所有application共用一个地址空间，而在AUTOSAR AP中，应用加载到RAM运行，每个application独享（虚拟）一个地址空间。
这些区别，带给AUTOSAR AP的优势有如下几点——
1）.ECU更加智能：基于SOA通信使得AP中ECU可以动态的同其他ECU同其他ECU进行连接，提供或获取服务；
2）.更强大的计算能力：基于SOA架构使得AP能够更好地支持多核、多ECU、多SoCs并行处理，从而提供更强大的计算能力；
3).更加安全：基于SOA架构使得AP中各个服务模块独立，可独立加载，IAM管理访问权限；
4).敏捷开发：Adaptive AUTOSAR服务不局限于部署在ECU本地可分布于车载网络中，使得系统模块可灵活部署，后期也能灵活独立更新（FOTA）；
5).高通信带宽：可实现基于Ethernet等高通信带宽的总线通信；
6).更易物联：基于以太网的SOA通信，更易实现无线、远程、云连接，方便部署V-2-X应用。
（图片摘自东软睿驰）
当然了，在某些方面，AUTOSAR AP与AUTOSAR CP相比是有一些“劣势”的。比如，AUTOSAR CP的时延可低至微秒级、功能安全等级达到了ASIL-D，硬实时；而AUTOSAR AP的时延则在毫秒级，功能安全等级则为ASIL-B，软实时。
上述区别也导致了两者应用领域的不同：AUTOSAR CP一般应用在对实时性和功能安全要求较高、对算力要求较低的场景中，如引擎控制、制动等传统ECU；而AUTOSAR则应用在对实时性和功能安全有一定要求，但对算力要求更高的场景中，如ADAS、自动驾驶，以及在动态部署方面追求较高自由度的信息娱乐场景。
尽管AUTOSAR AP有种种优点，但总的来说，它目前还不够成熟——主要是信息安全及UCM等模块不成熟。量产车上装AUTOSAR AP的不少，但主要用在娱乐场景，真正用在自动驾驶场景的还很少。
此外，由于SOC+MCU组合的现象会长期存在，因而，在今后相当长一段时间内，AUTOSAR AP都不可能彻底取代AUTOSAR CP——最常见的分工会是，需要高算力的工作交给AUTOSAR AP,而需要高实时性的工作则交给AUTOSAR CP。
（图片摘自超星未来）
2.ROS 2
ROS是机器人操作系统（Robot Operating System）的英文缩写，原生的ROS本是机器人OS，并不能直接满足无人驾驶的所有需求，用作自动驾驶中间件的是ROS 2。
ROS 2与ROS 1的主要区别如下：
（1）.ROS 1主要构建于Linux系统之上，主要支持Ubuntu；ROS 2采用全新的架构，底层基于DDS(Data Distribution Service)通信机制，支持实时性、嵌入式、分布式、多操作系统，ROS 2支持的系统包括Linux、windows、Mac、RTOS，甚至是单片机等没有操作系统的裸机。
（2）.ROS 1的通讯系统基于TCPROS/UDPROS，强依赖于master节点的处理；ROS 2的通讯系统是基于DDS，取消了master，同时在内部提供了DDS的抽象层实现，有了这个抽象层，用户就可以不去关注底层的DDS使用了哪个商家的API。
（3）.ROS运行时要依赖roscore，一旦roscore出现问题就会造成较大的系统灾难，同时由于安装与运行体积较大，对很多低资源系统会造成负担；ROS2基于DDS进行数据传输，而DDS基于RTPS的去中心化的通信框架，这就去除了对roscore的依赖，系统的稳定性强，对资源的消耗也得到了降低。
(4).由于ROS 缺少Qos机制，topic的稳定性与质量难以保证；ROS2则提供了Qos机制，对通信的实时性、完整性、历史追溯等功能有了支持，这便大幅加强了框架功能，避免了高速系统难以适用等问题。
不过，ROS2的QoQ配置较为复杂，目前主要是国外一些专业的大学或实验室在使用,国内仅有极少数公司在尝试;此外，ROS 2的生态成熟度远不如ROS,这也给推广应用带来了不便。
跟AUTOSAR AP一样，ROS 2也是跑在soc芯片上、用于满足高等级自动驾驶的需求的。不过，萧猛在去年的一批文章中却特别强调：当我们称 “ROS/ROS2 为中间件”时，其含义与 “AUTOSAR AP为 中间件”并不是对等的关系。
萧猛的文章称：
当我们说 AutoSar是中间件时，这个中间件是很明确的 L.BSW层语义，即处于计算机OS与车载ECU特定功能实现之间，为 ECU功能实现层屏蔽掉特定处理器和计算机OS相关的细节，并提供与车辆网络、电源等系统交互所需的基础服务；
ROS/ROS2 是作为机器人开发的应用框架，在机器人应用和计算机OS之间提供了通用的中间层框架和常用软件模块(ROS Package)，而且， ROS团队认为这个框架做得足够好，可以称作操作系统（OS）了。
ROS 2尽管在功能上跟AUTOSAR AP有不少重叠之处，但两者的思路是不一样的：
（1）.从表现形式上看，AUTOSAR AP首先是一套标准，这个标准定义了一系列基础平台组件，每个平台组件定义了对应用的标准接口，但没有定义实现细节，和平台组件之间的交互接口（这些部分留给AUTOSAR AP供应商实现）；ROS2则从一开始就是代码优先，每个版本都有完整的代码实现，也定义有面向应用标准API接口。
（2）AUTOSAR AP从一开始就面向ASIL-B应用；ROS 2不是根据ASIL的标准设计的，ROS 2实现功能安全的解决方案是，把底层换为满足ASIL要求的RTOS和商用工具链(编译器）。
ROS 2“过不了车规”似乎已成为一个很广泛的行业共识。但在萧猛看来，ROS2本来就不是为实时域设计的，如果一定要把实时性要求高的车辆控制算法运行在 ROS2中，“那是软件设计的错误，而不是ROS2的问题”。
萧猛认为，只要能补齐 L.BSW层所需要完成的所有功能、补齐 A 轴所有切面要求的特性，ROS 2就能用于自动驾驶量产车。如前段时间刚拿到采埃孚等多家巨头投资的Apex.AI公司基于ROS 2定制开发的Apex.OS就已经通过了最高等级的ASIL D认证。
萧猛说：“这实际上是基于 ROS 2的架构去实现一套 AUTOSAR AP 规范。这可以成为一个单独的产品，投入时间+人+钱可以开发出来，只是看有没有必要，值不值得”。
在具体的实践中，ROS 2跟AUTOSAR AP存在直接竞争关系——尽管对用户来说，并不存在严格意义上的“二选一”问题，但通常来说，若选了ROS 2，就不会选AUTOSAR AP了；若选了AUTOSAR AP，就不会选ROS 2了。
3. CyberRT
Cyber RT是网络Apollo开发出来的中间件，在Apollo 3.5中正式发布。Cyber RT和ROS2是比较像的， 其底层也是使用了一个开源版本的DDS。
网络最早用的是ROS 1,但在使用的过程中逐渐发现了ROS 1存在“若ROS Master出故障了，则任何两个节点之间的通信便受到影响”的问题，所以就希望使用一个“没有中间节点”的通信中间件来代替ROS 1，那时还没有ROS2，所以自己去做了一个Cyber RT。
为了解决 ROS 遇到的问题，Cyber RT删除了master机制，用自动发现机制代替，这个通信组网机制和汽车网络CAN完全一致。此外，Cyber RT的核心设计将调度、任务从内核空间搬到了用户空间。
（图片出处：https://blog.csdn.net/xhtchina/article/details/118151673）
其相对于其他系统，Cyber RT的一大优势是，专为无人架驶设计。网络已将Cyber RT开源，某互联网巨头的自动驾驶团队使用的中间件便是网络开源出来的Cyber RT。
Cyber RT跟ROS 2之间也存在竞争关系。
在谈到AUTOSAR AP、ROS 2与Cyber RT这些中间件的关系时，Vector产品专家蔡守群的解释是：
“不需要很机械地去分类，你可以把AUTOSAR AP, ROS和Cyber RT都想象成一个提供一组中间件的超市，用户可以按需从不同的超市购买，并不是说从一个超市买过一个中间件，就不能从其他超市买了。
蔡守群说：AUTOSAR AP中也包含了对ROS接口的支持。说不准哪天ROS和Cyber RT就会加入AUTOSAR AP的组件，或者 AUTOSAR AP会引入Cyber RT的组件。
4.DDS（通信中间件）
（1）什么是DDS？
在自动驾驶领域，中间件的功能涉及到通信、模块升级、任务调度、执行管理，但其最主要的功能就是通信。当前市场上，无论是Cyber RT还是 ROS，基本上90%的功能就是通信，狭义上说就是通信中间件。
通信中间可以分成开源和闭源的两种。开源的为OPEN DDS、FAST DDS、Cyclone等，闭源的就RTI的DDS和Vector的SOME/IP。DDS的全称为Data Distribution Service ，指一种数据分发服务标准，由对象管理组织(OMG)制定。
DDS能够实现低延迟、高可靠、高实时性的数据融合服务，能够从根本上降低软件的耦合性、复杂性，提高软件的模块化特性。高等级自动驾驶现在基本上都在探索依靠DDS来解决异构通信、低时延等CP解决不了的挑战。
融合了DDS的汽车软件能够更好地运行在下一代汽车的体系架构中，更能降低开发的成本、缩短研发的时间，更快地将产品推向市场。
（2）DDS与ROS 2、AUTOSAR AP之间的关系
ROS 2和Cyber RT的底层都使用了开源的DDS，将DDS作为最重要的通信机制。但也有自动驾驶公司的工程师认为，DDS可以起到替代ROS 2的作用，站在用户的角度看，两者之间其实存在“二选一”的关系。
AUTOSAR CP里一直没有包含跟DDS有关的东西，但AUTOSAR AP在 2018年3月的最新版（版本18-10）里开始支持DDS标准。将DDS与AUTOSAR AP结合使用，不仅可以保证和扩展AUTOSAR AP系统内部互操作性的功能，而且还可以将其开放给来自不同的生态系统（即ROS 2）。
从工程角度来看，将AUTOSAR和DDS结合起来的最大优势是，功能域和网络拓扑不再是对手，而是车辆中的盟友。网络拓扑结构能够更好地适应车辆的物理约束，功能域在物理车辆的顶部提供了一个灵活的覆盖层，这就是所谓的分区体系结构。
当然，DDS仅是通信中间件的一种。关于各类通信中间件之间的异同，我们将在本系列的第二篇做更详细的阐释。
三．AUTOSAR AP的地位正在弱化？
尽管AUTOSAR是当下最有名的自动驾驶中间件，但《九章智驾》在对诸多中间件厂商们的调研中得出一个结论：AUTOSAR在产业链中的地位可能正在弱化。 当然了，那些专注于AUTOSAR系统的厂商们并不认同这一观点。
我们在上文已经提到，随着EE架构从分布式向集中式演进、MCU被SOC取代，CP AUTSAR被AUTOSAR AP、ROS 2和Cyber RT等取代已是大势所趋，在下文，我们主要谈的是“AUTOSAR AP的地位会不会弱化”。
2021年12月中旬，两家AUTOSAR发起公司大陆集团、丰田联合采埃孚、積架路虎、沃尔沃、海拉等多家汽车行业龙头企业宣布投资车载操作系统初创公司Apex.AI，而Apex.AI的主力产品Apex.OS则是基于ROS 2发展起来的。
拿到了Apex.AI公司15%股权的采埃孚方面在接受媒体采访时说：“这意味着，我们可以为客户提供AUTOSAR AP的替代方案。”
尽管AUTOSAR AP已经有了标准，但还没有落地。安波福、采埃孚、大陆这些公司提供的方案，仍然是基于AUTOSAR CP标准的接口。事实上，越来越多的OEM不太想完全用AUTOSAR去解决智能驾驶操作系统的问题。
不仅特斯拉没有用AUTOSAR AP,国内的几大造车新势力也没有用(他们用的是AUTOSAR CP+DDS)。甚至，连一些正在转型的传统车企也没打算用AUTOSAR AP。
从产业链中各方的反应来看，AUTOSAR AP“地位不稳”的原因主要有以下几个：
1．使用成本太高
冯占军博士在《AUTOSAR对基础软件开发是喜还是忧？》一文中透露，AUTOSAR的费用通常是“几百万起”，并且，针对不同的域控制器、不同的芯片需要“重复收费”，一般小厂根本吃不消。“可能还没有什么产出，几百万就花出去了”。
除购买成本高外，毕晓鹏和萧猛都提到，AUTOSAR前期的学习难度很大、学习成本也非常高。为了学会如何使用AUTOSAR,企业甚至不得不专门培训一批人,如果受培训的人临时离职了，那培训费用就打了水漂。
2.效率不高
毕晓鹏认为，AUTOSAR AP的配置非常多，它是通过配置加上一部分代码去实现自己的功能，但配置多了之后，效率不高，而且代码臃肿。
3.静态部署与动态部署的理念冲突
毕晓鹏博士提到，AUTOSAR AP其实是从AUTOSAR CP发展而来的，AUTOSAR CP是静态部署，只适用于相对简单的业务逻辑和功能，其代码是固化的，有点像以前的功能手机——功能无法改变，不可能往里面再加一个APP；但AUTOSAR AP有点像现在的智能手机，软件开发人员开发一个APP，跨平台就可以用不同手机上了，这种动态部署的理念和之前的静态部署概念不甚相同，而其方法论却是基于静态部署衍生而来的，因此在实践层面会遇到不少问题。
4.无法满足智能网联的需求
由于云端跟车端所使用的操作系统不一样，AUTOSAR只能负责车内的通信，不能支持车端到云端的通信，因而无法支持车路协同场景（车端跟云端的通信，是通过MQTT、kafka等中间件来实现的）。除此之外，AUTOSAR能否兼容车辆网联化中需要用到的数据平台、通信平台和地图平台，也存在很大的疑问。
毕晓鹏说，在发现了这些问题后，有一些OEM开始逐渐放弃AUTOSAR架构，“转而自己去研发一套更适合动态部署、成本较低的新型软件架构”。
传统车厂是从使用CP过来的，所以在惯性上，他们可能还会考虑AP是否适合智能驾驶，但慢慢地也在尝试转型。如奥迪和TTTech合作做的通信中间件——zFAS，也没有采用AP。
不同于AUTOSAR CP已经是非常标准化的东西，大家用起来没什么问题，AUTOSAR AP现在的标准也不是很完善，每年也在更新，具体AP能发展成什么样，这个谁也不知道，大家更多也是观望的态度。
毕晓鹏认为，AUTOSAR标准并不能很好地支撑自动驾驶应用和创新的发展，因此，我们有必要建立一套更适合中国智能驾驶发展、且自主可控的技术架构和生态体系。
萧猛认为，由于从AUTOSAR CP到AUTOSAR AP一脉相承，一些已经对AUTOSAR形成路径依赖的公司会坚持使用AUTOSAR AP,但在经历过招人难、开发周期长等教训之后，他们有可能转向ROS 2。
当然，以AUTOSAR为主业的公司，显然不会认可上述“涉嫌唱衰”AUTOSAR AP的观点的。
比如，Vector蔡守群就认为，AUTOSAR AP只会越来越重要，因为它是顺应车载技术不断发展的一套规范，覆盖面会越来越广。
东软睿驰茅海燕也认为，要将整车域控制器和智驾域控制器合并到统一的中央计算平台上，没有AUTOSAR AP的支持很难搞定。“不是每家公司都能像特斯拉一样自己从头搭建系统的，目前,最好的工具还是AUTOSAR AP”。