通信中间件 DDS

中间件的类别

首先我们理解一下中间件和通信中间件，中间件的定义是介于应用系统和系统软件之间的一种软件，它使用系统软件所提供的基础服务功能，衔接网络上应用系统的各个部分和不同应用，达到资源共享，共享功能的一些目的。

这个定义比较抽象，提炼一下就是它是介于应用和系统软件之间，最终目的就是要达到资源共享和功能共享。

整个系统主要的层级架构如下图所示：

上图中从下往上依次为：1. 硬件2. 操作系统3.主机、设施、Middleware 中间件4.分配的中间件5. 通用化组件服务6. 专业领域相关的服务中间件7. 应用程序

对于车载领域：我们不需要这么复杂的一个中间件，在操作系统上尽量是围绕主机、设施、中间件和发布分配数据的文件做一个设计。在这个层面从上图中可以看到有些 ROS、AP AUTOSAR 等中间件。

关于通信情景，本身数据的发布需要对各个节点做一些数据的发布，这个过程就相当于通信中间件要做一个数据发布应用，怎么样通过一些途径去取得另一个应用提供的一些数据。

本文分享的DDS 是以数据为中心的，数据分享的一个服务。

像 ROS、 AP AUTOSAR 它其实不仅仅只提供通信中间件。ROS 来源于机器人项目，它提供了一些执行器、传感器，一些库，Lib，方便上层开发机器人的用户设计 Application。

中间肯定也用到了数据发布的一个作用。在这块上，它也可以用 DDS 去实现这部分的一个功能。

上图最右侧是 AP AUTOSAR 的架构概览图，AP 中有一个提供数据通信的 ara::com 模块，还有 Persitency，执行管理，时间同步、健康管理等模块，这些都是 AP 这个中间件定义的，它是要去使用平台的资源和功能，通过这些模块作为中间件给上层应用程序提供功能。

然在 AP 的 ara::com 模块中，从网络绑定的角度来看，可以使用 DDS 或 SOME/IP。

DDS 组件

本文主要分享一下 DDS，从组件的层面，DDS 是一个通信中间件层，如下图所示。

上图中，中间一层是 DDS 的一个核心的组件，下面是传输层相关的协议，DDS 是基于以太网的，所以下方一些标准的以太网协议。

上图右下角列的 Share Memory ，实际上是在一个 SOC 里面，它的物理通道Share Memory 可以更快地使用 DDS 数据发布服务，它不需要走传输层，可以节约不少传输时间。

在各个组件层面它有一些 DDS 的标准协议，比如说上图最上方有 DDS C API、C++ API 。当然也可以有相应的 Java 的 API 。

C++ 现在用的比较多，核心的 DDS 协议叫 DCPS Data Centratic Publish and Subscribe，本文后面比较详细解释它到底协议里面去做哪些标准化的定义。

DDS 中还包含一个针对于数据传输层来线上传输的一些协议，叫Real Time Publish Subscribe，大家先留个印象。

OMG DDS Standards

OMG 制定了 DDS 相关的标准如下：

核心内容

DDS v1.4：DDS规范描述了分布式应用通信和集成的以数据为中心的发布-订阅（DCPS）模型。

DDSI-RTPS v2.3：定义了实时发布-订阅协议（RTPS）DDS互操作性线协议。

DDS-XTypes v1.3：定义了DDS类型系统和DDS数据的序列化表示。

DDS-Security v1.1：为兼容的DDS实现定义了安全模型和服务插件接口（SPI）架构。

类型语法和语言映射(IDL)

IDL4（接口定义语言）v4.2：定义了 IDL，一种用于定义数据类型和接口的语言，其方式独立于编程语言。这不是一个 DDS 标准，但 DDS 依赖于它。

其他：

API： DDS C++ API, DDS Java API

扩展： DDS-RPC v1.0, DDS-XML v1.0, DDS-JSON v1.0

网关： DDS-WEB v1.0, DDS-OPCUA v1.0, DDS-XRCE v1.0

DDS Automotive 应用示例

为了让大家直观一些，举个例子如下图所示：

未完待续。。。

完整内容观看方式

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