Guia DO-178C: Introdução à Certificação RTCA DO-178.
Conteúdo
Guia padrão DO-178A: ferramentas de verificação de software
Introdução
O software de aviação desempenha um papel crítico na garantia da segurança e eficiência das operações das aeronaves. À medida que a complexidade do software continua a aumentar, a necessidade de processos de verificação robustos torna-se fundamental. O padrão DO-178A, desenvolvido pela Radio Technical Commission for Aeronautics (RTCA), fornece diretrizes para a certificação de softwares utilizados em sistemas aerotransportados. Este artigo enfoca especificamente o uso de ferramentas de verificação de software dentro da estrutura DO-178A para obter conformidade e aumentar a segurança do software.
Compreendendo o DO-178A e sua importância
Visão geral do padrão DO-178A
O padrão DO-178A, formalmente intitulado “Considerações de Software na Certificação de Sistemas e Equipamentos Aerotransportados”, foi publicado pela primeira vez em 1985. Seu objetivo principal é estabelecer um conjunto uniforme de diretrizes para o desenvolvimento e certificação de sistemas de software aerotransportados. A conformidade com DO-178A é obrigatória para software usado em aplicações comerciais, militares e de aviação geral.
Importância da Conformidade DO-178A
A conformidade com DO-178A é crucial para a indústria da aviação, pois garante que o software atenda aos rigorosos requisitos de segurança e confiabilidade. Ao aderir ao padrão, os desenvolvedores podem minimizar o risco de falhas relacionadas ao software, que podem ter consequências catastróficas. A conformidade com o DO-178A também promove a confiança entre órgãos reguladores, companhias aéreas e passageiros, garantindo os mais altos níveis de segurança e confiabilidade em software de aviação.
Níveis de DO-178A
Níveis de DO-178A
O DO-178A especifica três níveis de software: Nível 1, Nível 2 e Nível 3. O Nível 1 representa o nível mais alto de criticidade, enquanto o Nível 3 representa o mais baixo.
Nível 1
O nível 1 é o nível mais rigoroso e exigente em termos de requisitos de certificação. As funções de software atribuídas ao Nível 1 têm a criticidade mais alta e a falha dessas funções pode resultar em consequências catastróficas, incluindo perda de vidas e da própria aeronave. Exemplos de software de Nível 1 incluem controles de voo e sistemas aviônicos vitais.
Requisitos e Documentação:
- Requisitos completos e inequívocos: O software de nível 1 deve ter requisitos completos e inequívocos derivados dos objetivos de segurança no nível do sistema.
- Documentação extensa: A autoridade de certificação requer um conjunto abrangente de documentos para software de nível 1. Isso inclui planos de desenvolvimento de software, planos de gerenciamento de configuração, documentos de requisitos de software, documentos de design de software, planos de verificação de software e muito mais.
- Métodos formais e verificação: O software de nível 1 requer o uso de métodos formais, técnicas formais de verificação e testes extensivos para garantir o mais alto nível de confiabilidade e segurança.
Nível 2
O nível 2 é atribuído a funções de software com um nível de criticalidade menor em relação ao nível 1. A falha das funções de nível 2 pode causar danos significativos à aeronave ou aos sistemas, mas as consequências não são consideradas catastróficas. Exemplos de software de Nível 2 incluem sistemas de controle do motor e funções críticas de navegação.
Requisitos e Documentação:
- Requisitos bem definidos: O software de nível 2 deve ter requisitos bem definidos que sejam rastreáveis aos objetivos de segurança no nível do sistema.
- Processo de Desenvolvimento Controlado: O processo de desenvolvimento de software no Nível 2 deve ser bem controlado, com ênfase no gerenciamento de configuração, documentação e teste.
- Verificação Abrangente: As atividades de verificação para software de nível 2 devem cobrir uma ampla gama de aspectos, incluindo testes funcionais, análise de cobertura estrutural e análise de tolerância a falhas.
Nível 3
O nível 3 representa o nível de criticidade mais baixo no DO-178A. As funções de software atribuídas ao nível 3 têm um impacto menor na operação da aeronave se falharem. As consequências da falha são geralmente limitadas a pequenas interrupções do sistema. Exemplos de software de nível 3 incluem sistemas de entretenimento de passageiros e funções de monitoramento não críticas.
Requisitos e Documentação:
- Requisitos Definidos: O software de nível 3 deve ter requisitos definidos que atendam aos objetivos de segurança no nível do sistema.
- Processo de Desenvolvimento Simplificado: O processo de desenvolvimento de software no nível 3 é simplificado em comparação com os níveis 1 e 2, com requisitos de documentação e teste reduzidos.
- Verificação básica: As atividades de verificação no nível 3 concentram-se em demonstrar conformidade com os requisitos e realizar testes funcionais básicos.
Em resumo, DO-178A especifica três níveis de software (Nível 1, Nível 2 e Nível 3), sendo o Nível 1 o mais rigoroso e exigindo um conjunto abrangente de documentos a serem gerados e disponibilizados à autoridade de certificação. A criticidade das funções do software determina o nível atribuído e influencia a profundidade e o rigor das atividades de desenvolvimento e verificação necessárias para conformidade com o padrão DO-178A.
Verificação de software em DO-178A
Objetivos de verificação
A verificação de software, um aspecto fundamental do DO-178A, visa demonstrar que o software desenvolvido atende aos requisitos especificados e opera de maneira confiável no ambiente pretendido. As atividades de verificação incluem a análise, teste e inspeção de artefatos de software durante todo o ciclo de vida do desenvolvimento.
Papel das ferramentas de verificação de software
As ferramentas de verificação de software são inestimáveis para alcançar os objetivos do DO-178A. Essas ferramentas automatizam várias atividades de verificação, reduzindo o potencial de erro humano e aprimorando a eficiência geral. Eles auxiliam na análise de código, geração de casos de teste e rastreabilidade de requisitos, simplificando assim o processo de verificação e melhorando a qualidade do software.
Tipos de ferramentas de verificação de software
Ferramentas de análise estática
As ferramentas de análise estática analisam o código-fonte ou binários executáveis sem executá-los. Eles identificam possíveis defeitos, violações de regras de codificação e outros problemas examinando a estrutura do código, a complexidade e a conformidade com os padrões de codificação. Essas ferramentas auxiliam na detecção de erros de software comuns, como estouros de buffer, desreferências de ponteiro nulo e variáveis não inicializadas.
Ferramentas de análise dinâmica
As ferramentas de análise dinâmica executam o software e monitoram seu comportamento durante o tempo de execução. Eles coletam informações de tempo de execução, como valores de variáveis, chamadas de função e uso de memória, permitindo que os desenvolvedores identifiquem defeitos, vazamentos de memória e gargalos de desempenho. As ferramentas de análise dinâmica também facilitam a criação de casos de teste que exercitam caminhos de programa específicos, garantindo uma cobertura de teste completa.
Ferramentas de teste baseadas em modelo
As ferramentas de teste baseadas em modelo utilizam modelos formais, como máquinas de estado finito ou gráficos de estado, para gerar casos de teste automaticamente. Essas ferramentas fornecem uma abordagem sistemática para teste de software derivando casos de teste do modelo, garantindo cobertura abrangente de todos os possíveis comportamentos do sistema. As ferramentas de teste baseadas em modelo ajudam a identificar casos extremos, validar interações complexas do sistema e melhorar a eficiência geral do teste.
Ferramentas de Rastreabilidade de Requisitos
As ferramentas de rastreabilidade de requisitos estabelecem e mantêm links entre requisitos de software, artefatos de design e atividades de verificação. Essas ferramentas permitem o mapeamento de requisitos para casos de teste específicos, garantindo que todos os requisitos sejam adequadamente verificados. As ferramentas de rastreabilidade de requisitos auxiliam na documentação de conformidade e facilitam as auditorias regulatórias.
Benefícios e desafios das ferramentas de verificação de software
Benefícios das ferramentas de verificação de software
- Maior eficiência: A automação das atividades de verificação reduz o esforço manual, acelera o processo de verificação e melhora a produtividade.
- Precisão aprimorada: As ferramentas de verificação de software podem detectar defeitos e vulnerabilidades que podem passar despercebidos durante a inspeção ou teste manual.
- Melhor qualidade de software: A aplicação consistente de ferramentas de verificação ajuda a identificar e eliminar erros de software, levando a um software de maior qualidade.
- Documentação de Conformidade: As ferramentas de verificação geram relatórios e documentação que auxiliam na demonstração de conformidade com os requisitos DO-178A.
Desafios das ferramentas de verificação de software
- Qualificação da ferramenta: As ferramentas de verificação utilizadas nos projetos DO-178A devem ser qualificadas para garantir sua confiabilidade e adequação ao fim a que se destinam. A qualificação da ferramenta pode ser um processo complexo, exigindo esforço e documentação adicionais.
- Considerações de custo: Adquirir e manter ferramentas de verificação de software pode envolver custos significativos. As organizações devem avaliar cuidadosamente os benefícios e a relação custo-benefício do uso dessas ferramentas com base nos requisitos e restrições do projeto.
- Integração de ferramentas: A integração de ferramentas de verificação de software em ambientes de desenvolvimento e fluxos de trabalho existentes pode apresentar desafios técnicos, exigindo coordenação e experiência.
Conclusão
A conformidade com o padrão DO-178A é fundamental para o desenvolvimento e certificação de software de aviação seguro e confiável. As ferramentas de verificação de software desempenham um papel vital na obtenção da conformidade DO-178A, automatizando várias atividades de verificação, melhorando a eficiência e aprimorando a qualidade do software. Aproveitando a análise estática, a análise dinâmica, o teste baseado em modelo e as ferramentas de rastreabilidade de requisitos, os desenvolvedores podem garantir que seu software atenda aos rigorosos requisitos de segurança e confiabilidade. O uso dessas ferramentas não apenas auxilia na conformidade com o DO-178A, mas também aprimora o processo geral de desenvolvimento, resultando em um software que atende aos mais altos padrões de segurança da indústria da aviação.
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capítulos
1. Introdução ao Padrão Aerotransportado
2. Processo de Certificação DO-178
3. Ferramentas e treinamentos DO-178C
4. Tópicos avançados de DO-178C
5. DO-178C Recursos
6. Glossário
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