DO-178C Guide: Introduktion till RTCA DO-178-certifiering.
Innehållsförteckning
DO-178A Standardguide: Programvaruverifieringsverktyg
Beskrivning
Flygprogramvara spelar en avgörande roll för att säkerställa säkerheten och effektiviteten hos flygplansoperationer. När programvarans komplexitet fortsätter att öka, blir behovet av robusta verifieringsprocesser av största vikt. DO-178A-standarden, utvecklad av Radio Technical Commission for Aeronautics (RTCA), ger riktlinjer för certifiering av programvara som används i luftburna system. Den här artikeln fokuserar specifikt på användningen av mjukvaruverifieringsverktyg inom ramen för DO-178A för att uppnå överensstämmelse och förbättra mjukvarusäkerheten.
Förstå DO-178A och dess betydelse
DO-178A standardöversikt
DO-178A-standarden, formellt kallad "Software Considerations in Airborne Systems and Equipment Certification", publicerades första gången 1985. Dess primära mål är att upprätta en enhetlig uppsättning riktlinjer för utveckling och certifiering av luftburna programvarusystem. Överensstämmelse med DO-178A är obligatorisk för programvara som används i kommersiella, militära och allmänna flygtillämpningar.
Vikten av DO-178A-överensstämmelse
DO-178A-efterlevnad är avgörande för flygindustrin eftersom den säkerställer att mjukvaran uppfyller stränga säkerhets- och tillförlitlighetskrav. Genom att följa standarden kan utvecklare minimera risken för programvarurelaterade fel, vilket kan få katastrofala konsekvenser. Överensstämmelse med DO-178A främjar också förtroende bland tillsynsmyndigheter, flygbolag och passagerare, vilket säkerställer högsta nivåer av säkerhet och tillförlitlighet i flygprogramvara.
Nivåer av DO-178A
Nivåer av DO-178A
DO-178A specificerar tre mjukvarunivåer: Nivå 1, Nivå 2 och Nivå 3. Nivå 1 representerar den högsta nivån av kritik, medan Nivå 3 representerar den lägsta.
Nivå 1
Nivå 1 är den mest rigorösa och krävande nivån när det gäller certifieringskrav. Programvarufunktioner som tilldelats nivå 1 har den högsta kritikaliteten, och fel på dessa funktioner kan resultera i katastrofala konsekvenser, inklusive förlust av liv och själva flygplanet. Exempel på nivå 1-programvara inkluderar flygkontroller och vitala flygelektroniksystem.
Krav och dokumentation:
- Kompletta och entydiga krav: Programvara på nivå 1 måste ha fullständiga och entydiga krav som härleds från säkerhetsmål på systemnivå.
- Omfattande dokumentation: Certifieringsmyndigheten kräver en omfattande uppsättning dokument för programvara på nivå 1. Detta inkluderar programvaruutvecklingsplaner, konfigurationshanteringsplaner, programvarukravdokument, programvarudesigndokument, programvaruverifieringsplaner och mer.
- Formella metoder och verifiering: Programvara på nivå 1 kräver användning av formella metoder, formella verifieringstekniker och omfattande tester för att säkerställa högsta nivå av tillförlitlighet och säkerhet.
Nivå 2
Nivå 2 tilldelas mjukvarufunktioner med en lägre kritikalitetsnivå jämfört med nivå 1. Fel på nivå 2-funktioner kan orsaka betydande skada på flygplanet eller systemen, men konsekvenserna anses inte vara katastrofala. Exempel på nivå 2-programvara inkluderar motorkontrollsystem och kritiska navigationsfunktioner.
Krav och dokumentation:
- Väldefinierade krav: Programvara på nivå 2 måste ha väldefinierade krav som kan spåras till säkerhetsmål på systemnivå.
- Kontrollerad utvecklingsprocess: Programvaruutvecklingsprocessen på nivå 2 bör vara väl kontrollerad, med tonvikt på konfigurationshantering, dokumentation och testning.
- Omfattande verifiering: Verifieringsaktiviteter för programvara på nivå 2 måste täcka ett brett spektrum av aspekter, inklusive funktionstestning, strukturell täckningsanalys och feltoleransanalys.
Nivå 3
Nivå 3 representerar den lägsta kritikalitetsnivån i DO-178A. Programvarufunktioner som tilldelats nivå 3 har en mindre inverkan på flygplansdriften om de skulle misslyckas. Konsekvenserna av fel är i allmänhet begränsade till mindre systemavbrott. Exempel på programvara på nivå 3 inkluderar underhållningssystem för passagerare och icke-kritiska övervakningsfunktioner.
Krav och dokumentation:
- Definierade krav: Programvara på nivå 3 måste ha definierade krav som adresserar säkerhetsmål på systemnivå.
- Förenklad utvecklingsprocess: Mjukvaruutvecklingsprocessen på nivå 3 är förenklad jämfört med nivå 1 och 2, med minskade dokumentations- och testkrav.
- Grundläggande verifiering: Verifieringsaktiviteter på nivå 3 fokuserar på att visa efterlevnad av krav och utföra grundläggande funktionstestning.
Sammanfattningsvis specificerar DO-178A tre mjukvarunivåer (nivå 1, nivå 2 och nivå 3), där nivå 1 är den mest rigorösa och kräver att en omfattande uppsättning dokument genereras och görs tillgängliga för certifieringsmyndigheten. Mjukvarufunktionernas kriticitet avgör den tilldelade nivån och påverkar djupet och strängheten i utvecklings- och verifieringsaktiviteterna som krävs för överensstämmelse med DO-178A-standarden.
Programvaruverifiering i DO-178A
Verifieringsmål
Mjukvaruverifiering, en nyckelaspekt av DO-178A, syftar till att visa att den utvecklade programvaran uppfyller dess specificerade krav och fungerar tillförlitligt i den avsedda miljön. Verifieringsaktiviteter inkluderar analys, testning och inspektion av programvaruartefakter under hela utvecklingens livscykel.
Rollen av verktyg för verifiering av programvara
Mjukvaruverifieringsverktyg är ovärderliga för att uppnå målen för DO-178A. Dessa verktyg automatiserar olika verifieringsaktiviteter, minskar risken för mänskliga fel och förbättrar den totala effektiviteten. De hjälper till med kodanalys, testfallsgenerering och kravspårbarhet, och effektiviserar därigenom verifieringsprocessen och förbättrar programvarans kvalitet.
Typer av mjukvaruverifieringsverktyg
Verktyg för statisk analys
Statiska analysverktyg analyserar källkod eller körbara binärfiler utan att köra dem. De identifierar potentiella defekter, kodningsregelöverträdelser och andra problem genom att undersöka kodstrukturen, komplexiteten och efterlevnaden av kodningsstandarder. Dessa verktyg hjälper till att upptäcka vanliga programvarufel, såsom buffertspill, nollpekarereferenser och oinitierade variabler.
Dynamiska analysverktyg
Dynamiska analysverktyg kör programvara och övervakar dess beteende under körning. De samlar in körtidsinformation, såsom variabla värden, funktionsanrop och minnesanvändning, vilket gör att utvecklare kan identifiera defekter, minnesläckor och prestandaflaskhalsar. Dynamiska analysverktyg underlättar också skapandet av testfall som utövar specifika programvägar, vilket säkerställer en noggrann testtäckning.
Modellbaserade testverktyg
Modellbaserade testverktyg använder formella modeller, såsom finita tillståndsmaskiner eller tillståndsdiagram, för att generera testfall automatiskt. Dessa verktyg ger ett systematiskt tillvägagångssätt för mjukvarutestning genom att härleda testfall från modellen, vilket säkerställer en omfattande täckning av alla möjliga systembeteenden. Modellbaserade testverktyg hjälper till att identifiera hörnfall, validera komplexa systeminteraktioner och förbättra den övergripande testeffektiviteten.
Krav Spårbarhetsverktyg
Krav spårbarhetsverktyg upprättar och underhåller länkar mellan programvarukrav, designartefakter och verifieringsaktiviteter. Dessa verktyg möjliggör kartläggning av krav till specifika testfall, vilket säkerställer att alla krav är adekvat verifierade. Krav spårbarhetsverktyg hjälper till med efterlevnadsdokumentation och underlättar regulatoriska revisioner.
Fördelar och utmaningar med mjukvaruverifieringsverktyg
Fördelar med mjukvaruverifieringsverktyg
- Ökad effektivitet: Automatisering av verifieringsaktiviteter minskar manuell ansträngning, påskyndar verifieringsprocessen och förbättrar produktiviteten.
- Förbättrad noggrannhet: Programvaruverifieringsverktyg kan upptäcka defekter och sårbarheter som kan missas under manuell inspektion eller testning.
- Förbättrad mjukvarukvalitet: Den konsekventa tillämpningen av verifieringsverktyg hjälper till att identifiera och eliminera programvarufel, vilket leder till programvara av högre kvalitet.
- Överensstämmelsedokumentation: Verifieringsverktyg genererar rapporter och dokumentation som hjälper till att visa överensstämmelse med DO-178A-kraven.
Utmaningar med verktyg för programverifiering
- Verktygskvalifikation: Verifieringsverktyg som används i DO-178A-projekt måste vara kvalificerade för att säkerställa deras tillförlitlighet och lämplighet för det avsedda ändamålet. Verktygskvalificering kan vara en komplex process som kräver ytterligare ansträngning och dokumentation.
- Kostnadsöverväganden: Att skaffa och underhålla verktyg för programverifiering kan innebära betydande kostnader. Organisationer måste noggrant utvärdera fördelarna och kostnadseffektiviteten med att använda dessa verktyg baserat på projektets krav och begränsningar.
- Verktygsintegration: Att integrera mjukvaruverifieringsverktyg i befintliga utvecklingsmiljöer och arbetsflöden kan innebära tekniska utmaningar som kräver samordning och expertis.
Slutsats
Överensstämmelse med DO-178A-standarden är avgörande för utveckling och certifiering av säker och pålitlig flygprogramvara. Programvaruverifieringsverktyg spelar en viktig roll för att uppnå DO-178A-efterlevnad genom att automatisera olika verifieringsaktiviteter, förbättra effektiviteten och förbättra mjukvarukvaliteten. Genom att utnyttja statisk analys, dynamisk analys, modellbaserad testning och kravspårbarhetsverktyg kan utvecklare säkerställa att deras mjukvara uppfyller stränga säkerhets- och tillförlitlighetskrav. Användningen av dessa verktyg hjälper inte bara till att följa DO-178A utan förbättrar också den övergripande utvecklingsprocessen, vilket resulterar i mjukvara som uppfyller de högsta säkerhetsstandarderna inom flygindustrin.
Glöm inte att dela detta inlägg!
kapitel
1. Luftburen standardintroduktion
2. DO-178-certifieringsprocess
3. DO-178C Verktyg och utbildningar
4. Avancerade DO-178C-ämnen
5. DO-178C Resurser
6. Ordlista
Kom till marknaden snabbare med Visure
- Se till att reglerna uppfylls
- Framtvinga fullständig spårbarhet
- Effektivisera utvecklingen
