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Explicação da orientação de garantia de design para hardware eletrônico aerotransportado

Explicação da orientação de garantia de design para hardware eletrônico aerotransportado

Conteúdo

Introdução

O Design Assurance Guidance for Airborne Electronic Hardware (DAGAEH) é um padrão da indústria que fornece orientação sobre o design e teste de hardware eletrônico aerotransportado. Foi desenvolvido pela Aerospace Industries Association (AIA) como parte de seu processo de garantia voluntária, com o objetivo de garantir aos fabricantes e operadores que o hardware eletrônico atende aos requisitos de segurança. A estrutura DAGAEH descreve as melhores práticas em técnicas de design e teste, que vão além dos processos típicos de desenvolvimento de produtos e são necessárias para garantir produtos aeroespaciais de alta qualidade.

A orientação do DAGAEH consiste em quatro seções principais: Projeto, Verificação, Validação e Fabricação e Controle de Qualidade. Cada seção descreve requisitos detalhados relacionados a diferentes estágios do ciclo de vida geral do sistema. Para cumprir com sucesso o padrão DAGAEH, os fabricantes de hardware devem cumprir os requisitos detalhados de design e teste para todos os componentes de seu sistema.

A seção Design aborda tópicos como princípios elétricos, mecânicos e de design de software; seleção de circuito integrado; requisitos de interface; e considerações gerais de projeto. A seção Verificação descreve as técnicas usadas para verificar se os projetos propostos estão em conformidade com os objetivos de segurança e desempenho estabelecidos nos estágios anteriores de desenvolvimento. Isso inclui técnicas de verificação, como teste funcional, teste de qualificação ambiental, teste de compatibilidade eletromagnética (EMC), análise de efeitos de modo de falha (FMEA), previsão de confiabilidade, etc.

A seção Validação descreve como os projetos existentes devem ser verificados antes do uso em um sistema ou ambiente de aeronave. Isso inclui testes de validação para componentes e sistemas de hardware, bem como testes de integração de sistemas. A seção Fabricação e Controle de Qualidade abrange tópicos como inspeções em processo, planos de amostragem de garantia de qualidade e controle de materiais. Isso garante que os produtos fabricados atendam às especificações de projeto exigidas.

A estrutura DAGAEH fornece um conjunto abrangente de diretrizes para o projeto e teste de hardware eletrônico aerotransportado. Ao seguir essas diretrizes, os fabricantes podem garantir que seus produtos sejam seguros e confiáveis, levando a uma maior satisfação do cliente e melhores padrões gerais de segurança na indústria aeroespacial.

Além de fornecer orientação sobre os processos de desenvolvimento de produtos, o padrão DAGAEH também é usado para fins de conformidade regulatória em muitos países ao redor do mundo. É importante que as empresas que fabricam produtos eletrônicos para aeronaves se familiarizem com a estrutura e os requisitos do DAGAEH. Ao fazer isso, eles podem garantir que seus produtos estejam em conformidade com os órgãos reguladores locais e atendam aos requisitos de segurança de seus clientes.

Ao aderir ao padrão Design Assurance Guidance for Airborne Electronic Hardware (DAGAEH), as empresas podem garantir que seus produtos atendam a todos os requisitos de segurança necessários e forneçam soluções de alta qualidade para aplicações aeroespaciais. Com sua orientação abrangente sobre processos de projeto e teste, o DAGAEH é um recurso valioso da indústria que ajuda os fabricantes a desenvolver hardware eletrônico confiável para sistemas de aeronaves.

Compreendendo o DO-254

Orientação de garantia de design para hardware eletrônico aerotransportado, também conhecido como DO-254, é um padrão que descreve as diretrizes para o desenvolvimento, verificação e validação de hardware eletrônico usado em sistemas aerotransportados. Este padrão é desenvolvido pela Radio Technical Commission for Aeronautics (RTCA) e é usado para garantir que o hardware eletrônico seja projetado e testado para atender aos requisitos de segurança, confiabilidade e desempenho da indústria aeroespacial.

O padrão DO-254 define cinco níveis de garantia de projeto de hardware, que são baseados no impacto potencial da falha de hardware na segurança da aeronave. Esses níveis variam do Nível A, que é um hardware crítico que pode causar uma falha catastrófica da aeronave, ao Nível E, que inclui hardware que não causa impacto na segurança da aeronave.

Os Níveis de Garantia de Projeto (DALs) são definidos no DO-254, que é a Orientação de Garantia de Projeto para Hardware Eletrônico Aerotransportado. Os DALs categorizam as funções de hardware eletrônico com base em seu impacto na segurança da aeronave. Existem cinco níveis de garantia de projeto sob DO-254, e eles são os seguintes:

  1. DAL A: Este nível representa o nível mais alto de criticidade e inclui funções cuja falha pode resultar em falha catastrófica ou perda da aeronave. Exemplos de funções DAL A incluem computadores de controle de voo, sistemas de controle de motores e outros sistemas críticos de segurança.
  2. DAL B: Este nível inclui funções cuja falha pode resultar em uma condição perigosa ou severa para a aeronave ou ocupantes. Exemplos de funções DAL B incluem sistemas de controle de trem de pouso, detecção de incêndio e sistemas de supressão e outros sistemas críticos.
  3. DAL C: Este nível inclui funções cuja falha pode resultar em falha grave ou significativa ou mau funcionamento da aeronave. Exemplos de funções DAL C incluem sistemas aviônicos, sistemas de comunicação e outros sistemas importantes.
  4. DAL D: Este nível inclui funções cuja falha pode resultar em uma redução menor ou leve na segurança da aeronave. Exemplos de funções DAL D incluem sistemas de iluminação de cabine, sistemas de entretenimento e outros sistemas não críticos.
  5. DAL E: Este nível inclui funções cuja falha não teria impacto na segurança da aeronave. Exemplos de funções DAL E incluem sistemas não críticos, como iluminação de banheiro ou outras comodidades para passageiros.

No geral, o DO-254 é um padrão crítico para garantir a segurança e a confiabilidade do hardware eletrônico aerotransportado, e a adesão a esse padrão é crucial para garantir que o hardware eletrônico usado em sistemas aerotransportados atenda aos mais altos padrões de segurança.

História do DO-254

O DO-254, também conhecido como “Design Assurance Guidance for Airborne Electronic Hardware”, foi desenvolvido pela Radio Technical Commission for Aeronautics (RTCA) no início dos anos 2000. O ímpeto para desenvolver o padrão foi a crescente complexidade do hardware eletrônico usado em sistemas aerotransportados e a necessidade de uma abordagem padronizada para garantir a segurança e a confiabilidade de tais sistemas.

O desenvolvimento do DO-254 foi impulsionado pela Federal Aviation Administration (FAA) nos Estados Unidos, que reconheceu a necessidade de um padrão para garantir que o hardware eletrônico usado em sistemas aeroespaciais atendesse aos mais altos padrões de segurança. A FAA formou um grupo de trabalho no final da década de 1990, encarregado de desenvolver um padrão que forneceria orientação para o desenvolvimento, verificação e validação de hardware eletrônico usado em sistemas aerotransportados.

O grupo de trabalho incluiu representantes da indústria aeroespacial, incluindo fabricantes, reguladores e outras partes interessadas. O grupo trabalhou em estreita colaboração com a Agência Europeia para a Segurança da Aviação (EASA) para garantir que a norma fosse aplicável às indústrias aeroespaciais dos EUA e da Europa.

A primeira versão do DO-254, intitulada “Design Assurance Guidance for Airborne Electronic Hardware”, foi lançada em dezembro de 2000. Desde então, o padrão foi revisado várias vezes para refletir as mudanças na tecnologia e nas melhores práticas da indústria. A versão mais recente, DO-254C, foi lançada em 2018.

Hoje, o DO-254 é amplamente reconhecido como um padrão crítico para garantir a segurança e a confiabilidade do hardware eletrônico usado em sistemas aerotransportados. A conformidade com esse padrão é essencial para obter a certificação de órgãos reguladores, como FAA e EASA, e é usado por empresas aeroespaciais em todo o mundo para garantir que seu hardware eletrônico atenda aos mais altos padrões de segurança.

Benefícios do DO-254

A conformidade com a DO-254, Orientação de Garantia de Projeto para Hardware Eletrônico Aerotransportado, oferece vários benefícios para empresas envolvidas no desenvolvimento de hardware eletrônico para sistemas aeroespaciais. Alguns dos principais benefícios da conformidade com a DO-254 são:

  1. Segurança aprimorada: A conformidade com DO-254 garante que o hardware eletrônico usado em sistemas aerotransportados atenda aos mais altos padrões de segurança. Isso pode ajudar a aumentar a segurança da aeronave e reduzir o risco de acidentes ou incidentes causados ​​por falhas de hardware eletrônico.
  2. Risco reduzido: A conformidade com a DO-254 pode ajudar a reduzir o risco de atrasos dispendiosos ou retrabalho durante o processo de desenvolvimento. Ao seguir uma abordagem padronizada para desenvolvimento, verificação e validação, as empresas podem identificar e mitigar possíveis problemas no início do processo, reduzindo o risco de erros ou atrasos dispendiosos.
  3. Eficiência aprimorada: A conformidade com DO-254 requer uma abordagem rigorosa e estruturada para desenvolvimento, verificação e validação, o que pode ajudar a melhorar a eficiência geral do processo de desenvolvimento. Ao seguir um processo padronizado, as empresas podem simplificar o processo de desenvolvimento, reduzir erros e retrabalho e melhorar a qualidade do produto final.
  4. Reputação aprimorada: A conformidade com a DO-254 pode ajudar a melhorar a reputação de uma empresa na indústria aeroespacial. A adesão a esta norma demonstra um compromisso com a segurança e confiabilidade, o que pode ser atrativo para potenciais clientes e parceiros.
  5. Maior acesso ao mercado: A conformidade com a DO-254 costuma ser um requisito para obter a certificação de órgãos reguladores, como a Federal Aviation Administration (FAA) e a European Aviation Safety Agency (EASA). A obtenção da certificação pode ajudar as empresas a acessar novos mercados e expandir suas oportunidades de negócios.

Processo de DO-254

Passo #1 – Planejamento: O objetivo é documentar o projeto o máximo possível antes de iniciá-lo, para que todos tenham uma compreensão clara de como os requisitos do DO-254 serão atendidos. Essa visão geral de alto nível da arquitetura do banco de testes e do processo de verificação fornece transparência sobre o que precisa ser testado e por quê, o que, por sua vez, orienta os critérios de cobertura.

Passo #2 – Captura e Validação de Requisitos: Os requisitos são indispensáveis ​​ao DO-254, e toda a concepção do projeto de hardware será baseada nesses requisitos. Consequentemente, todo requisito deve ser escrito formalmente, o que pode ser feito preferencialmente por meio de software de gerenciamento de requisitos. 

De acordo com a especificação DO-254, deve ser usada uma Abordagem de Verificação e Projeto Baseado em Requisitos. Isso implica que tudo no projeto de hardware derivará de um conjunto cuidadosamente pensado de requisitos de alto nível. Antes de qualquer RTL ser criado, cada um desses requisitos precisa possuir certas qualidades, incluindo compreensibilidade, testabilidade, verificabilidade etc. Além disso, eles também devem ter um nome de referência exclusivo para não criar confusão posteriormente em termos de desenvolvimento ou revisão.

Passo #3 - Projeto Conceitual: Durante o estágio de projeto conceitual, os projetos são divididos em partes menores para que possam ser gerenciados e implementados com mais facilidade. Isso é muitas vezes considerado como um diagrama de blocos de alto nível. 

Passo #4 - Projeto Detalhado: Nesta etapa, cada componente descrito na etapa anterior é desenvolvido de acordo com os requisitos capturados. Esta é a etapa em que você chega ao âmago da questão e faz o verdadeiro trabalho de design. Certifique-se de que cada componente no projeto conceitual tenha uma contraparte de hardware RTL detalhada que atenda a todos os requisitos. 

Cada requisito de alto nível deve ter um módulo RTL atribuído a ele para que haja transparência e responsabilidade em todo o processo. Existem diferentes maneiras de estabelecer essa rastreabilidade, então descubra o que funcionará melhor para sua equipe antes de começar. 

Etapa # 5 - Implementação: O processo de implementação é diferente dependendo da tecnologia que está sendo usada. Para um projeto baseado em RTL (como um FPGA ou ASIC), a etapa de implementação inclui o processo de síntese de conversão de RTL em portas específicas de tecnologia reais. Para um FPGA, isso também inclui a criação do arquivo de programação para carregar no FPGA. 

O design/verificação de back-end ASIC é um processo que deve ser seguido em seu documento PHAC desde o início. Com as especificações do DO-254, você normalmente pode manter um nível um pouco alto ao documentar as atividades durante a implementação, principalmente para ASICs. Isso ocorre porque muitos testes serão feitos no produto final à medida que ele se aproxima da conclusão. 

Etapa # 6 - Transição de produção: Após o trabalho de design e os dispositivos estarem prontos para iniciar a produção em maior volume, o design é transferido para a fabricação. Este é o estágio em que você pega seu design e o coloca em produção. 

Normalmente, isso garante aspectos como 

  • Como você pode garantir que a versão correta do arquivo de programação esteja sendo usada durante a fabricação? (FPGA)
  • Como você pode garantir que está usando o componente certo? (ASIC e FPGA) 
  • Você lidou com algum erro do dispositivo corretamente? 
  • Etc. 

A ferramenta de processo de requisitos, Visure Solutions, é essencial para entender a saída de todos os processos e garantir que o sistema final seja preciso.

Processos de Apoio

Processo #1 - Rastreabilidade de Requisitos: É o processo de vincular os requisitos às atividades de design, verificação e validação que demonstram a conformidade com esses requisitos. A rastreabilidade de requisitos no DO-254 envolve várias etapas. Primeiro, os requisitos devem ser identificados e documentados em uma especificação de requisitos. Em seguida, os elementos de design, como diagramas de circuito e código, devem ser vinculados aos requisitos correspondentes. Em seguida, as atividades de verificação e validação, como testes e análises, devem ser vinculadas aos elementos e requisitos de design correspondentes.

Processo #2 - Validação e Verificação: Verificação é o processo de revisão e análise de artefatos de projeto, como diagramas de circuito e código, para garantir que atendam aos requisitos especificados. As atividades de verificação incluem revisões, inspeções, testes e análises.

A validação é o processo de demonstrar que o projeto de hardware eletrônico usado em sistemas aerotransportados opera com segurança e confiabilidade no ambiente pretendido. As atividades de validação incluem testes, análises e simulações.

Processo nº 3 - Garantia do processo: Todo plano de projeto Do-254 deve ser acompanhado por um documento descrevendo as etapas que serão tomadas para garantir que o plano seja cumprido. Além de seu plano compatível com DO-254, você também deve documentar como garantirá que esse plano seja atendido. Isso normalmente é feito em um Plano de Garantia de Qualidade ou de Garantia de Processo. Este plano designa quem será responsável por verificar se o seu PHAC e outros planos estão sendo seguidos, bem como como essas verificações ocorrerão.

Processo nº 4 - Gerenciamento de configuração: O objetivo do gerenciamento de configuração é ajudar a garantir que o dispositivo seja desenvolvido em um ambiente estruturado, repetível e controlado. Com este plano, você estabelecerá como tornar os processos de desenvolvimento e geração de artefatos repetíveis. Isso geralmente inclui a implementação de sistemas de controle de revisão e rastreamento de bugs para todos os arquivos de design/verificação, bem como todos os documentos relacionados à documentação e artefatos.

Processo nº 5 - Ligação de Certificação: Para garantir a conformidade com a DO-254 durante o processo de desenvolvimento, é importante se envolver com uma autoridade de certificação, conhecida como contato de certificação. Normalmente, um indivíduo é indicado como a principal forma de comunicação com os oficiais de certificação. Isso permite uma comunicação simplificada e garante que o oficial de certificação entenda o processo de design abrangente. O candidato ideal para esta função geralmente tem experiência com projetos DO-254 e sabe explicar detalhes complexos de maneira digerível.

Processo nº 6 - Avaliação da ferramenta: A avaliação da ferramenta é um aspecto crítico da conformidade com a DO-254. O DO-254 exige que todas as ferramentas usadas no projeto, verificação e validação de hardware eletrônico sejam avaliadas para garantir que sejam adequadas para o uso pretendido.

A avaliação da ferramenta envolve várias etapas. Primeiro, a ferramenta deve ser identificada e seu uso pretendido deve ser documentado. Em seguida, a ferramenta deve ser avaliada para determinar seu impacto na segurança e confiabilidade do hardware eletrônico. Essa avaliação inclui uma avaliação dos recursos, capacidades, limitações e possíveis modos de falha da ferramenta.

Requisitos de Visão Plataforma ALM

Requisitos de visibilidade apresenta fluxos de trabalho visuais baseados em funções que permitem alinhar os processos e as ferramentas e acompanhar a vida de um requisito por meio de seu desenvolvimento e especificação, até sua implantação e uso subsequentes e por períodos de refinamento e iteração contínuos em qualquer uma dessas fases .

O Visure Requirements fornece rastreabilidade de ponta a ponta entre requisitos, verificação, relatório de problemas, listas de verificação e artefatos de projeto em um único ambiente. Ele também se integra a outras ferramentas do ciclo de vida para fornecer gerenciamento abrangente para o desenvolvimento e verificação de sistemas embarcados de aviônicos. 

O Visure Requirements permite padronizar e otimizar os processos de sua organização relacionados ao DO-254. Você pode definir graficamente os artefatos e impor a política de rastreabilidade entre eles em todos os Níveis de Garantia de Design (DALs). Dessa forma, você pode garantir que os sistemas de hardware da aeronave com base em sua criticidade de segurança estejam à altura.

Com o Visure, você pode usar listas de verificação automatizadas para gerenciar a conformidade e integrar e acessar facilmente as listas de verificação de nossos parceiros de DER em nossa ferramenta. Isso permitirá que você projete e melhore um processo de revisão em torno dessas listas de verificação e meça automaticamente a qualidade dos requisitos com o alinhamento e a qualidade da aplicação da IA ​​em toda a organização.

Com o Visure, você também pode aumentar a produtividade e o alinhamento entre sua equipe rastreando o progresso de ponta a ponta, reutilizando requisitos de conformidade em projetos e automatizando a verificação de tarefas para DO-254 com qualquer solução de gerenciamento de teste de terceiros.

Conclusão

Em conclusão, a Orientação de Garantia de Projeto para Hardware Eletrônico Aerotransportado, ou DO-254, fornece uma abordagem padronizada e estruturada para o desenvolvimento, verificação e validação de hardware eletrônico usado em sistemas aeroespaciais. A conformidade com esse padrão é essencial para garantir a segurança e a confiabilidade do hardware eletrônico aerotransportado e geralmente é um requisito para obter a certificação dos órgãos reguladores. As empresas que cumprem a DO-254 podem se beneficiar de segurança aprimorada, risco reduzido, eficiência aprimorada, reputação aprimorada e maior acesso ao mercado. Para os interessados ​​em implementar processos compatíveis com DO-254, a Visure Solutions oferece uma solução abrangente que pode ajudar as empresas a gerenciar todo o processo de conformidade. Para saber mais, visite Visure Solutions e inicie um Teste gratuito do dia 30 hoje mesmo.

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Saída

Simplificando o gerenciamento e validação de requisitos

Julho 11th, 2024

10h EST | 4h7 CET | XNUMXh PST

Louis Arduin

Louis Arduin

Consultor Sênior, Visure Solutions

Thomas Dirsch

Consultor Sênior de Qualidade de Software, Razorcat Development GmbH

Uma abordagem integrada com soluções Visure e desenvolvimento Razorcat TESSY

Aprenda como agilizar o gerenciamento e a validação de requisitos para obter os melhores resultados.