使用 Apex.OS 2.0 和 Apex.Middleware 1.0 简化汽车生产软件的开发和用于软件定义车辆的 AUTOSAR 和 ROS 2→机器翻译←

专家团队如下：

我们的客户一直在忙于开发他们的汽车、卡车、机器人出租车、农用拖拉机和 ADAS/AD 产品，Apex.AI 支持他们加快新车的交付。我们客户的见解和反馈帮助 Apex.AI 产品迅速成熟。这些最新版本的 Apex.AI 产品延续了我们在每个版本中提供创新、简化开发和提供更好性能的实践。

我们很高兴地宣布 Apex.OS 2.0 和 Apex.Middleware 1.0 的发布。在发布前夕，我们向客户提供了早期访问工程版本。客户提供的反馈使我们能够改进开发人员体验并改进功能。这些版本通过以下方式帮助客户取得成功：

• 易于使用车辆协议和云连接器，可轻松在一辆车辆中同时使用 Apex.OS、ROS、SOME/IP 和 CAN。我们还改进了 CLion 和 Visual Studio Code 用户的开发者体验。
• 性能通过 DDS 进行零拷贝改进和其他几个方便的优化，每个优化都为应用程序提供 20% 的延迟改进。
• 为我们的 OEM 和一级客户进行了安全改进，目标是 ASIL D 上下文安全认证。
• 通过加快开发速度、用更少的人完成更多工作以及消除 CI 构建农场中的交叉编译步骤来节省时间。
• 提供实用且全面的最佳实践示例的参考实现。

Apex.AI 在之前的版本中包含了一个新的执行器。现在 Apex.OS 已迁移到这种新的执行模式，使其成为默认模式。因此，这些性能和效率的提升是客户直接开箱即用的，同时还有模拟时间、确定性记录和回放以及用于管理时间概念的 API。

Apex.Middleware 1.0 结合了 Apex.AI 共同开发的 Eclipse iceoryx 2.0，这是一个功能完整的进程间通信 (IPC) 机制，适用于 AUTOSAR ara::com、Apex.OS 和客户框架。Apex.Middleware 现在具有 CommonAPI + SOME/IP 绑定和用于自适应 AUTOSAR 兼容性的工具。它内置了 SocketCAN 支持。

与之前的 Apex.Middleware 0.9 版本相比，Apex.Middleware 1.0 为零拷贝的 DDS 延迟额外减少了 20%。例如，在配备 QNX® OS for Safety 2.2的 4 核 Arm® Cortex®-A53 Renesas R-Car VH3上，4MB 摄像头图像的 48 µs pub/sub 发布/订阅。此版本提供了我们对 Apex.Middleware 进行安全认证所需的内容。

现在更易于使用的其他便利优化包括在单个线程中执行多个节点、避免中间件中的上下文切换以及识别非触发主题。在我们对 ADAS 应用程序的测试中，每一项都提供了 20% 的延迟改进和 CPU 时间减少。博客A Journey from Microcontrollers to Microprocessors with AUTOSAR & ROS更详细地探讨了这一点。

借助这些新功能，开发人员可以针对他们创建的应用程序进行任意通信，以便与车辆的其他应用程序、汽车组件和云一起工作。Apex.AI 正在努力结合 ROS、AUTOSAR 和其他框架的优点，使开发人员能够覆盖大多数用例，同时避免被锁定在单一的通信机制中。

我们的客户是 Apex.AI 定义、设计和开发产品的核心。因此，这些 Apex.OS 和 Apex.Middleware 版本满足了我们客户的需求：

• 客户获得了对 Arm 本机奇偶校验端到端的支持，可在 MacBook Pro M1 上使用 AWS Graviton2 和 Ampere Altra 上的 CI/CD DevOps 进行开发。他们还获得了 Qualcomm Snapdragon 平台支持并进一步改进了 AWS IoT 支持。
• 另一位客户现在正在使用基于 NVIDIA AGX Xavier SoC 的生产平台，并将 Apex.OS 系统监视器集成到他们的安全概念中，以触发 ASIL-D 微控制器上的安全机制以实现安全恢复。他们现在还为其第 1 层的安全核心提供 CAN 支持。
• 对于不同的客户，我们实现了对其 ADAS 产品的 CAN 支持、具有数百个用户的大型复杂系统的灵活性以及对其新计算平台的支持。
• 客户现在拥有根据其需求量身定制的开发人员入职体验，包括带有 Apex.OS 教程的 Visual Studio Code、针对其关键用例的全新文档以及大量定制培训课程。

自上一版本以来，更多了不起的工程师加入了 Apex.AI。为了大力支持我们不断增长的用户群，Apex.AI 将支持我们客户的应用工程团队规模扩大了一倍。我们还在帕洛阿尔托建立 Apex.AI 解决方案中心，请联系我们安排参观。

ROS 2 社区和 AUTOSAR 联盟都在解决创建可用于复杂嵌入式系统的中间件的挑战。ROS 2 采用了代码优先的方法，以尽可能轻松地为此类系统开发新应用程序。使用 ROS 2 进行开发很快就会产生第一个使用现代 C++ 代码的工作产品，该产品经过迭代成为稳定的生产软件。AUTOSAR 通过提供有关如何在车辆网络上运行的规范，在创建供应商和 OEM 之间的互操作性方面有着强烈的关注和成功的历史。AUTOSAR 创建了一种结构化的交换格式，可以在组织之间共享与需求相关的信息，例如接口和参数。

图 1：AUTOSAR 和 ROS 结合使用效果更好。资料来源：Apex.AI

Apex.AI 正在努力通过创建一个对开发人员友好并支持与 AUTOSAR 提供的标准的互操作性的中间件，将这两个社区结合在一起。

ROS 2 的设计和基础使其非常适合汽车领域；但是，需要改进和扩展。因此，Apex.AI 对 ROS 2 进行了改进和扩展，以支持硬实时系统和功能安全的要求。这些改进在 Apex.OS 和 Apex.Middleware 中实现。

根据 ISO 26262 标准，Apex.OS 已被 TÜV Nord 认证为高达 ASIL D 的非上下文安全元件 (SEooC)，Apex.Middleware 计划在 2023 年获得相同安全级别的认证。

Apex.Middleware 是一款独立产品，是 Apex.OS 官方支持的通信中间件。它基于 Eclipse iceoryx™ 和 Eclipse Cyclone DDS™，可用于 SOC 间和 ECU 间通信。Apex.AI 开发了通信协议的连接器，包括 SOME/IP、CAN 和 MQTT，以进一步扩展通信能力。

SOME/IP 和 CAN 连接器将 ROS 2 社区与车辆通信网络的其余部分连接起来。这为汽车开发人员提供了一组丰富的社区贡献的 ROS 2 包，用于传感器、计算机视觉、点云、执行器、数据记录/回放等。

 图 2：Apex.AI 产品中统一了 AUTOSAR 和 ROS，来源：Apex.AI

上图显示了 Apex.AI 提供的 SOME/IP 和 CAN 桥接器如何将 Apex.OS 节点与 AUTOSAR Adaptive 和 AUTOSAR Classic 平台连接起来。图片左侧显示了 AUTOSAR arxml（包含数据类型和接口的描述）以及 DDS IDL 定义如何用作网桥的配置输入。这使得设置可以灵活地更改服务定义。中间可以看到 Apex.OS 节点中发布和订阅的主题是如何转换为 AUTOSAR 类型（通过数据和信号转换层）然后发布到网络的。转换例程可以使用开发人员提供的例程或 Apex.AI 提供的默认例程。

Apex.AI 以 ROS 2 社区为基础，并为开源项目的新版本做出积极贡献。2020 年 4 月，Apex.AI加入了 AUTOSAR联盟，其明确目标是将 AUTOSAR 生态系统和 ROS 2 社区结合在一起。在 2021 年 ROS 2 Galactic 版本中，Apex.AI 贡献了许多新功能，您可以在此处阅读有关它们的信息。2022 年 5 月，ROS 2 Humble Release 包括 Apex.AI 贡献的 Eclipse iceoryx 2.0 Blueberry，它功能完整，可用于 AUTOSAR ara::com 零拷贝进程间通信，以增强您的自适应 AUTOSAR 应用程序。

在 2022 年 AUTOSAR 公开会议上，Apex.AI 首席执行官 Jan Becker 介绍了使这两个世界的最佳结合在一起的驱动力和好处。