Введение
В жестко регулируемой аэрокосмической отрасли соответствие DO-178C является критически важным требованием для разработки и сертификации программного обеспечения для авионики. Стандарт DO-178C обеспечивает надежность, безопасность программного обеспечения и соблюдение строгих процессов проверки и валидации. Однако достижение соответствия может быть сложной задачей из-за сложной документации, строгого тестирования в DO-178C и строгих требований прослеживаемости.
Для оптимизации процесса сертификации организации используют инструменты, контрольные списки и шаблоны DO-178. Эти решения помогают автоматизировать рабочие процессы соответствия, управлять охватом тестирования DO-178 и обеспечивать согласованность документации. Кроме того, программные решения DO-178 улучшают управление тестированием в DO-178, сокращая количество ошибок и ускоряя утверждения.
В этом руководстве рассматриваются лучшие инструменты, контрольные списки и шаблоны для обеспечения соответствия стандарту DO-178C, которые помогут разработчикам авионики эффективно выполнять требования сертификации, поддерживая при этом высокие стандарты качества и безопасности программного обеспечения.
Что такое соответствие DO-178C?
DO-178C (Software Considerations in Airborne Systems and Equipment Certification) — основной стандарт для разработки критически важного для безопасности программного обеспечения в аэрокосмической отрасли. Опубликованный RTCA и признанный регулирующими органами, такими как FAA, EASA и Transport Canada, он определяет цели для процессов жизненного цикла программного обеспечения, включая управление требованиями, проектирование, кодирование, проверку, валидацию и прослеживаемость.
Достижение соответствия DO-178C имеет важное значение для сертификации программного обеспечения авионики, поскольку оно гарантирует надежную работу бортовых систем и соответствие строгим требованиям безопасности и испытаний. Соответствие классифицируется по уровням гарантии проектирования (DAL A–E), причем DAL A требует наивысшей строгости из-за его влияния на безопасность полетов.
Основные проблемы в достижении соответствия DO-178C
Несмотря на свою важность, сертификация DO-178C создает ряд проблем для групп разработчиков:
- Сложность требований соответствия: Обеспечение соответствия целям DO-178C в процессах планирования, разработки и проверки требует обширного документирования и тщательного тестирования.
- Тестирование и прослеживаемость: Охват тестированием DO-178 требует полной прослеживаемости от требований до тестовых случаев, что делает управление тестированием в DO-178 ресурсоемким процессом.
- Накладные расходы на документацию: Создание, поддержка и проверка требуемых шаблонов и документов DO-178 может оказаться непосильной задачей без автоматизации.
- Ограничения по стоимости и времени: Обширные усилия по проверке и верификации увеличивают стоимость проекта и сроки разработки.
Важность инструментов, контрольных списков и шаблонов соответствия DO-178C для оптимизации соответствия
Чтобы преодолеть эти проблемы, организации используют инструменты, контрольные списки и шаблоны DO-178 для оптимизации усилий по обеспечению соответствия.
- Инструменты DO-178: Автоматизируйте отслеживание требований, управление тестированием и проверку, чтобы гарантировать соответствие требованиям и сократить количество ручных ошибок.
- Контрольные списки DO-178: Предоставляйте структурированные рекомендации по проверке мероприятий жизненного цикла программного обеспечения, гарантируя, что ни один критически важный этап не будет упущен.
- Шаблоны DO-178: Стандартизируйте документацию (например, PSAC, SDP, SVP, отчеты о проверках), экономя время и обеспечивая согласованность между проектами.
Используя программные решения DO-178, специалисты по авионике могут ускорить сертификацию, повысить качество программного обеспечения и обеспечить бесперебойное соблюдение правил DO-178C.
Понимание требований соответствия DO-178C
Основные цели соответствия DO-178C
Стандарт DO-178C описывает строгие процессы разработки и проверки программного обеспечения, чтобы гарантировать, что системы авионики соответствуют самым высоким уровням безопасности и надежности. Основные цели соответствия DO-178C включают:
- Определение требований и прослеживаемость: Установление четко определенных, проверяемых требований к программному обеспечению и обеспечение полной прослеживаемости между требованиями, дизайном, кодом и тестовыми случаями.
- Лучшие практики разработки программного обеспечения: Внедрение структурированных процессов разработки, включая проектирование, стандарты кодирования и шаблоны DO-178 для документации.
- Строгая проверка и валидация (V&V): Обеспечение охвата тестированием DO-178, включая модульное, интеграционное и системное тестирование, а также структурный анализ покрытия кода.
- Управление конфигурацией и контроль изменений: Обеспечение систематического контроля и документирования всех изменений в программных артефактах.
- Готовность к сертификации: Составление необходимых контрольных списков, отчетов и доказательств DO-178 для подтверждения соответствия в ходе сертификационных аудитов.
Уровни программного обеспечения (DAL A – DAL E) и их влияние на сертификацию
DO-178C назначает уровни гарантии проектирования (DAL) на основе влияния сбоя программного обеспечения на безопасность полетов:
- DAL A (Катастрофический): Неисправность может привести к потере самолета; требует самых строгих мер Соответствие DO-178C, включая полное покрытие испытаний DO-178 и структурное покрытие вплоть до MC/DC (покрытие измененных условий/решений).
- DAL B (опасные): Отказ может привести к серьезным проблемам с управлением полетом или травмам; требуются обширные испытания, но несколько смягченные требования к покрытию по сравнению с DAL A.
- ДАЛ С (майор): Отказ может привести к эксплуатационным ограничениям, но не к потере самолета; требуются стандартные испытания и анализ покрытия.
- ДАЛ Д (Минор): Неудача оказывает минимальное влияние; требуется меньше проверочных мероприятий.
- DAL E (без эффекта): Не влияет на безопасность полетов; соответствие DO-178C не требуется.
Более высокие уровни DAL требуют более строгих инструментов DO-178, тестирования программного обеспечения, прослеживаемости и документирования, что делает соблюдение требований более сложным и трудоемким.
Роль покрытия тестированием в достижении соответствия DO-178C
Тестирование в DO-178C является основным требованием для соответствия, гарантируя, что программное обеспечение соответствует предполагаемой функциональности и целям безопасности. Ключевые аспекты охвата тестирования DO-178 включают:
- Тестирование на основе требований: Каждое требование должно иметь соответствующие тестовые случаи для проверки ожидаемого поведения.
- Структурный анализ покрытия: Гарантирует, что исходный код адекватно протестирован на основе требований DAL:
- ДАЛ А: Требуется заявление, решение и покрытие MC/DC.
- ДАЛ Б: Требуется освещение заявления и решения.
- ДАЛ С: Требуется только страховое покрытие.
- Управление тестированием в DO-178: Использование программных решений DO-178 для автоматизации выполнения тестов, отслеживания результатов тестов и поддержания прослеживаемости между тестами и требованиями.
- Регрессионное тестирование: Обеспечение того, чтобы изменения не приводили к появлению новых дефектов и не нарушали соответствие требованиям.
Используя инструменты, контрольные списки и шаблоны DO-178, организации могут оптимизировать процесс тестирования, улучшить прослеживаемость и обеспечить полное соответствие требованиям сертификации DO-178C.
Важность тестирования на соответствие DO-178C
Тестирование в DO-178C является основополагающим требованием для сертификации программного обеспечения авионики, гарантируя, что программное обеспечение функционирует правильно и соответствует критически важным требованиям безопасности. Стандарт DO-178C предписывает строгие процессы верификации и валидации (V&V) для обнаружения и устранения дефектов перед развертыванием.
Основные причины, по которым тестирование по DO-178 имеет важное значение для соответствия:
- Утверждение регулирующих органов: Такие органы сертификации, как FAA, EASA и Министерство транспорта Канады, требуют проведения тщательного тестирования по DO-178 для одобрения бортового программного обеспечения.
- Безопасность и надежность: Испытания гарантируют, что отказы не повлияют на безопасность самолета, особенно для систем DAL A и DAL B.
- Прослеживаемость и соответствие: Каждое требование должно иметь соответствующий тест, обеспечивающий полную прослеживаемость требований от проектирования до проверки.
- Обнаружение и предотвращение ошибок: Комплексное тестирование позволяет выявлять дефекты на ранних стадиях, сокращая объем дорогостоящей доработки и повышая надежность программного обеспечения.
Типы испытаний, требуемых для соответствия DO-178C
Для достижения соответствия DO-178C программное обеспечение авионики должно пройти несколько уровней тестирования:
- Модульное тестирование:
- Проверяет отдельные компоненты программного обеспечения на соответствие низкоуровневым требованиям.
- Обеспечивает соответствие контрольным спискам DO-178 для кодирования и проверки функций.
- Интеграционное тестирование:
- Проверяет взаимодействие между интегрированными модулями и подсистемами.
- Обеспечивает бесперебойный поток данных и производительность в реальном времени в приложениях авионики.
- Тестирование системы:
- Оценивает программное обеспечение в полностью интегрированной среде.
- Подтверждает соответствие требованиям высокого уровня и ожидаемому поведению системы.
- Структурный анализ покрытия:
- Гарантирует, что все пути кода выполняются во время тестирования на основе уровней гарантии проектирования (DAL):
- ДАЛ А: Заявление, решение и покрытие MC/DC.
- ДАЛ Б: Освещение заявлений и решений.
- ДАЛ С: Только страховое покрытие.
- Гарантирует, что все пути кода выполняются во время тестирования на основе уровней гарантии проектирования (DAL):
- Регрессионное тестирование:
- Гарантирует, что модификации программного обеспечения не приведут к появлению новых дефектов.
- Необходим для поддержания соответствия программного обеспечения DO-178 при обновлениях.
Как помогают инструменты, контрольные списки и шаблоны соответствия DO-178C
Чтобы преодолеть эти проблемы, организации используют инструменты, контрольные списки и шаблоны DO-178 для:
✔ Автоматизированное выполнение тестов и составление отчетов
✔ Отслеживание требований в реальном времени
✔ Предопределенные шаблоны DO-178 для документации по соответствию
✔ Эффективное управление тестовыми случаями и отслеживание структурного покрытия
Интегрируя программные решения DO-178, специалисты по авионике могут оптимизировать соблюдение требований, сократить время сертификации и обеспечить высокий уровень безопасности и надежности программного обеспечения.
Лучшие инструменты соответствия DO-178C
Обеспечение соответствия DO-178C требует надежных инструментов DO-178, которые облегчают управление требованиями, прослеживаемость, управление испытаниями, структурный анализ покрытия и документирование сертификации. Следующие программные решения DO-178 помогают оптимизировать усилия по обеспечению соответствия для разработки программного обеспечения для авионики.
Платформа ALM для требований Visure
Visure Requirements ALM — это комплексный инструмент обеспечения соответствия DO-178, предназначенный для управления требованиями, прослеживаемости и проверки при разработке критически важного для безопасности программного обеспечения.
Основные характеристики соответствия DO-178C:
✔ Сквозная прослеживаемость требований – Связывает требования высокого уровня, требования низкого уровня, тестовые случаи и результаты проверки.
✔ Интегрированные контрольные списки и шаблоны DO-178 – Ускоряет сертификацию за счет предоставления предварительно настроенных шаблонов для документации.
✔ Управление тестированием в DO-178 – Управляет мероприятиями по проверке и интегрируется с инструментами тестирования для обеспечения бесперебойного соответствия.
✔ Автоматизированный анализ воздействия – Отслеживает изменения требований для поддержания согласованности на протяжении всего проекта.
✔ Совместная работа в реальном времени и контроль версий – Обеспечивает работу всех заинтересованных сторон над последней версией требований.
✅ Лучше всего подходит для: Крупным аэрокосмическим организациям необходимо полное управление жизненным циклом DO-178 с расширенной автоматизацией прослеживаемости и соответствия требованиям.
Рапита Системы
Компания Rapita Systems специализируется на покрытии испытаний DO-178C, уделяя особое внимание структурному анализу покрытия, мониторингу производительности и временному анализу для программного обеспечения авионики.
Основные характеристики соответствия DO-178C:
✔ Анализ структурного покрытия – Предоставляет заявление, решение и покрытие MC/DC для соответствия DAL A/B/C.
✔ Анализ производительности и времени выполнения – Выявляет проблемы синхронизации выполнения, критически важные для систем авионики реального времени.
✔ Автоматизированное выполнение тестов – Поддерживает тестирование на уровне модулей, интеграции и системы в проектах авионики.
✔ Полная интеграция с инструментами тестирования DO-178 – Работает с существующими системами проверки для расширенного охвата.
✅ Лучше всего подходит для: Командам разработчиков программного обеспечения для авионики требуется углубленное управление испытаниями и анализ структурного покрытия для соответствия DO-178.
ВекторКаст
VectorCast — это инструмент автоматизации тестирования, разработанный в соответствии с требованиями тестирования DO-178C, обеспечивающий модульное тестирование, регрессионное тестирование и анализ покрытия.
Основные характеристики соответствия DO-178C:
✔ Автоматизированное модульное и интеграционное тестирование – Оптимизирует проверку программного обеспечения на соответствие требованиям тестирования DO-178.
✔ Контрольные списки DO-178 и поддержка сертификации – Формирует отчеты о сертификации для представления в авиационные власти.
✔ Регрессионное тестирование и анализ влияния изменений – Выявляет сбои в тестах, вызванные обновлениями программного обеспечения.
✔ Анализ покрытия кода – Поддерживает анализ заявлений, решений и покрытия MC/DC на основе требований уровня DAL.
✅ Лучше всего подходит для: Группам проверки программного обеспечения, которым необходимо автоматизированное тестирование и анализ покрытия кода для соответствия DO-178C.
Консунова
ConsuNova предоставляет программные решения, консультационные услуги и обучение в соответствии с требованиями DO-178, чтобы помочь компаниям эффективно обеспечить соответствие требованиям.
Основные характеристики соответствия DO-178C:
✔ Предопределенные шаблоны и контрольные списки DO-178 – Сокращает время сертификации с помощью готовых артефактов соответствия.
✔ Обучение и консультирование по DO-178C – Экспертное руководство по управлению требованиями, тестированию и стратегии сертификации.
✔ Аудит соответствия процесса разработки программного обеспечения – Обеспечивает соответствие процессов разработки стандартам FAA, EASA и Transport Canada.
✔ Услуги независимой проверки и подтверждения (IV&V) – Обеспечивает проверку стороннего программного обеспечения для обеспечения соответствия.
✅ Лучше всего подходит для: Компании, которым требуются консультационные услуги, обучение и готовые контрольные списки соответствия для ускорения сертификации DO-178.
Достижение соответствия DO-178C требует использования правильных инструментов, контрольных списков и шаблонов DO-178 для управления требованиями, тестирования и проверки. Visure Requirements ALM, Rapita Systems, VectorCast и ConsuNova предлагают мощные решения для соответствия ПО DO-178, обеспечивая безопасность, прослеживаемость и упрощенную сертификацию.
Интегрируя инструменты соответствия DO-178, команды разработчиков авионики могут сократить расходы на сертификацию, повысить качество программного обеспечения и ускорить время вывода продукции на рынок, соблюдая при этом требования FAA, EASA и отраслевых норм.
Основные контрольные списки соответствия DO-178C
Обеспечение соответствия DO-178C требует структурированного процесса проверки, поддерживаемого контрольными списками DO-178, которые направляют команды разработчиков авионики на каждом этапе соответствия. Эти контрольные списки помогают организациям соответствовать требованиям FAA, EASA и другим нормативным требованиям, обеспечивая прослеживаемость, тестирование и полноту документации.
Контрольные списки планирования и разработки программного обеспечения DO-178
Фаза планирования закладывает основу для процесса разработки программного обеспечения, соответствующего DO-178C. Эти контрольные списки гарантируют, что ключевые документы планирования соответствуют нормативным ожиданиям:
✔ Контрольный список PSAC: Подтверждает область сертификации, цели и стратегию соответствия.
✔ Контрольный список SDP: Проверяет процессы разработки, стандарты кодирования и управление рисками.
✔ Контрольный список старшего вице-президента: Обеспечивает комплексное покрытие испытаний DO-178 и планирование проверок.
✅ Цель: Создает основу для решений DO-178 и обеспечивает соответствие с самого начала проекта.
Требования DO-178 и контрольные списки прослеживаемости
На этапе разработки программного обеспечения контрольные списки помогают обеспечить соблюдение передовых практик и подтвердить, что результаты кодирования и проектирования соответствуют требованиям сертификации:
✔ Контрольный список RTM: Обеспечивает полную прослеживаемость между требованиями, дизайном, кодом и тестами.
✔ Контрольный список SAS: Проверяет полноту документации для сертификационных аудитов.
✔ Контрольный список управления изменениями: Отслеживает требования и изменения проекта на предмет соответствия.
✅ Цель: Проверяет, что проектирование и кодирование программного обеспечения соответствуют шаблонам DO-178 и требованиям сертификации.
Контрольные списки испытаний и проверок DO-178
Тестирование по DO-178C имеет решающее значение для соответствия, а контрольные списки обеспечивают полный охват тестовых случаев, структурный анализ и отслеживание дефектов:
✔ Контрольный список тестовых случаев: Подтверждает тестовое покрытие для модульного, интеграционного и системного тестирования.
✔ Контрольный список выполнения теста: Стандартизирует отчетность по испытаниям и документирование результатов.
✔ Контрольный список структурного покрытия: Обеспечивает соответствие требованиям MC/DC, решений и заявлений.
✅ Цель: Гарантирует охват испытаний DO-178, помогая командам по авионике соответствовать требованиям сертификации FAA/EASA.
Контрольные списки соответствия DO-178C по качеству
Для получения сертификации DO-178C организации должны предоставить полную документацию, подтверждающую соответствие программного обеспечения:
✔ Контрольный список SQAP: Проверяет стандарты качества, аудиты и процессы оценки.
✔ Контрольный список IV&V: Обеспечивает независимую проверку соответствия программного обеспечения.
✅ Цель: Обеспечивает заполнение всех шаблонов и артефактов DO-178 для подачи в FAA/EASA.
Использование структурированных контрольных списков DO-178 помогает командам авионики оптимизировать соответствие, гарантируя, что инструменты DO-178, процессы тестирования и документация по сертификации соответствуют нормативным стандартам. Организации, использующие эти контрольные списки, могут снизить риски сертификации, улучшить качество программного обеспечения и ускорить время выхода на рынок, достигая при этом полного соответствия программного обеспечения DO-178.
Обязательные шаблоны соответствия DO-178C для документации
Достижение соответствия DO-178C требует стандартизированной документации. Использование шаблонов DO-178 упрощает сертификацию, обеспечивает прослеживаемость и повышает эффективность.
Шаблоны планирования программного обеспечения
- Шаблон PSAC: Определяет область и стратегию сертификации.
- Шаблон СДП: Описывает процессы разработки и стандарты кодирования.
- Шаблон старшего вице-президента: Определяет охват тестирования и стратегию проверки DO-178.
Шаблоны документации и прослеживаемости
- Шаблон матрицы прослеживаемости требований (RTM): Связывает требования с дизайном, кодом и тестами.
- Шаблон резюме по программному обеспечению (SAS): Собирает все доказательства соответствия.
- Шаблон анализа влияния изменений: Отслеживает изменения для получения одобрения регулирующих органов.
Шаблоны тестирования и проверки
- Шаблон разработки тестового случая: Стандартизирует создание тестов для модульного, интеграционного и системного тестирования.
- Шаблон выполнения теста и отчета: Обеспечивает единообразие в документировании результатов.
- Шаблон анализа структурного покрытия: Отслеживает освещение MC/DC, решений и заявлений.
Шаблоны обеспечения качества и соответствия
- Шаблон SQAP: Определяет стандарты качества, аудиты и оценки.
- Шаблон IV&V: Обеспечивает независимую проверку соответствия.
Использование шаблонов DO-178 улучшает управление тестированием в проектах DO-178, улучшает прослеживаемость и ускоряет сертификацию. Стандартизированная документация снижает риски соответствия, обеспечивая при этом качество и безопасность программного обеспечения.
Заключение
Достижение соответствия DO-178C требует структурированного подхода, использования правильных инструментов, контрольных списков и шаблонов DO-178 для упрощения сертификации. От управления тестированием в DO-178 до отслеживания и проверки требований, использование специализированного программного обеспечения обеспечивает эффективность, снижает риски и ускоряет утверждение.
Интегрируя лучшие в своем классе решения DO-178, организации могут повысить надежность программного обеспечения, уверенно соблюдая нормативные стандарты.
Упростите процесс соответствия DO-178C с помощью Visure Solutions. Испытайте наши мощные инструменты управления требованиями и тестирования с 30-дневная бесплатная пробная версия— оптимизируйте сертификацию и обеспечьте полный охват тестированием DO-178 уже сегодня!