Hướng dẫn tiêu chuẩn DO-178B: Công cụ xác minh phần mềm

Mục lục

Hướng dẫn tiêu chuẩn DO-178B: Công cụ xác minh phần mềm

Giới thiệu

An toàn là điều quan trọng hàng đầu khi nói đến thiết kế phần mềm cho ngành hàng không vũ trụ và không có hướng dẫn an toàn nào có tác động mạnh như DO-178B, còn được gọi là Cân nhắc phần mềm trong chứng nhận thiết bị và hệ thống trên không. Trong bài đăng trên blog này, chúng ta sẽ thảo luận về DO-178B là gì, cách tuân thủ nó cũng như các công cụ và chứng nhận khác nhau có sẵn để giúp bạn làm như vậy.

DO-178B là gì?

Được xuất bản vào năm 1992 bởi Ủy ban Kỹ thuật Vô tuyến Hàng không (RTCA) và được phát triển cùng với EUROCAE, Tổ chức Châu Âu về Thiết bị Hàng không Dân dụng, DO-178B là một hướng dẫn quốc tế đề cập đến sự an toàn của phần mềm quan trọng được sử dụng trong các hệ thống và thiết bị trên không. Mặc dù nó chỉ là một hướng dẫn chứ không phải là một chính sách, DO-178B được coi là một tiêu chuẩn để phát triển phần mềm điện tử hàng không và thậm chí FAA còn sử dụng nó để hướng dẫn khi xác định xem một phần mềm có hoạt động đáng tin cậy trong môi trường không khí hay không.

Mặc dù được phát triển đặc biệt để đáp ứng các nhu cầu riêng biệt của ngành hàng không vũ trụ, DO-178B cũng được sử dụng trong các ngành công nghiệp khác, thường kết hợp với DO-254, còn được gọi là Hướng dẫn đảm bảo thiết kế cho phần cứng điện tử trên không, liên quan đến sự phát triển phần cứng điện tử trên không. Cũng giống như DO-178B, DO-254 được xuất bản bởi RTCA, một tổ chức tình nguyện của Hoa Kỳ có nhiệm vụ phát triển hướng dẫn kỹ thuật để các cơ quan quản lý của chính phủ và ngành công nghiệp sử dụng.

Sự khác biệt giữa DO-178B và DO-178C?

DO-178B và DO-178C đều là các tiêu chuẩn do Ủy ban kỹ thuật vô tuyến hàng không (RTCA) phát triển cho phần mềm được sử dụng trong các hệ thống trên không. Các tiêu chuẩn này cung cấp các hướng dẫn và yêu cầu cho việc phát triển và chứng nhận phần mềm để sử dụng trong các hệ thống máy bay. Sự khác biệt chính giữa DO-178B và DO-178C nằm ở phạm vi, cập nhật và cải tiến của chúng.

DO-178B, còn được gọi là “Cân nhắc về phần mềm trong chứng nhận thiết bị và hệ thống trên không,” được xuất bản vào năm 1992 và trở thành tiêu chuẩn thực tế để phát triển phần mềm trong ngành hàng không vũ trụ. Nó xác định một tập hợp các mục tiêu và hoạt động để đảm bảo rằng phần mềm được sử dụng trong các hệ thống máy bay là đáng tin cậy và an toàn. DO-178B được tổ chức thành sáu cấp độ phần mềm, từ Cấp độ A (quan trọng nhất) đến Cấp độ E (ít quan trọng nhất), dựa trên tác động tiềm ẩn của lỗi phần mềm đối với máy bay và hành khách trên máy bay. Nó cung cấp một quy trình có hệ thống để phát triển, xác minh và xác thực phần mềm, bao gồm các yêu cầu, thiết kế, mã hóa và thử nghiệm.

DO-178C, còn được gọi là “Cân nhắc phần mềm trong chứng nhận thiết bị và hệ thống trên không,” là phiên bản cập nhật của DO-178B. Nó được xuất bản vào năm 2011 và giới thiệu một số thay đổi và cải tiến quan trọng đối với tiêu chuẩn. DO-178C phản ánh những tiến bộ trong thực tiễn phát triển phần mềm, công nghệ và công cụ đã xảy ra kể từ khi phát hành DO-178B. Mục tiêu chính của DO-178C là tăng cường tính nhất quán và rõ ràng của tiêu chuẩn, cải thiện khả năng sử dụng và giải quyết các thách thức liên quan đến kỹ thuật phát triển phần mềm hiện đại.

Một trong những thay đổi đáng chú ý trong DO-178C là việc bổ sung một mô hình vòng đời phần mềm mới được gọi là “Xác minh và Phát triển Dựa trên Mô hình” (MBDV). Mô hình này cho phép sử dụng các kỹ thuật xác minh và thiết kế dựa trên mô hình, có thể cải thiện hiệu quả và chất lượng phát triển phần mềm. DO-178C cũng cung cấp hướng dẫn rõ ràng hơn về việc sử dụng các phương pháp chính thức, công nghệ hướng đối tượng và tích hợp phần mềm thương mại có sẵn (COTS).

DO-178C duy trì các mức phần mềm giống như DO-178B và tiếp tục nhấn mạnh tầm quan trọng của việc phát triển dựa trên yêu cầu, kiểm tra nghiêm ngặt và truy xuất nguồn gốc. Nó cũng bao gồm hướng dẫn cập nhật về các chủ đề như hoạt động xác minh, đánh giá công cụ và sử dụng các mô hình phần mềm và mã được tạo.

Tóm lại, DO-178C là phiên bản cập nhật của DO-178B kết hợp các cải tiến và giải quyết các thực tiễn và công nghệ phát triển phần mềm đang phát triển. Nó cung cấp hướng dẫn rõ ràng hơn, giới thiệu các mô hình vòng đời mới và tính đến những tiến bộ trong công nghệ phần mềm kể từ khi phát hành DO-178B.

Tổng quan về DO-178B

DO-178B mô tả năm điều kiện hỏng hóc, được phân loại theo ảnh hưởng của chúng đối với hành khách, phi hành đoàn và máy bay. Hiệu ứng của chúng được sử dụng để xác định Cấp độ phần mềm, còn được gọi là Cấp độ đảm bảo thiết kế (DAL) hoặc Cấp độ đảm bảo phát triển vật phẩm (IDAL).  Cấp độ phần mềm cho biết mức độ nỗ lực dành cho việc phát triển ứng dụng phần mềm nhất định.
  • Cấp độ A (Thảm họa) Lỗi ngăn cản chuyến bay tiếp tục an toàn vì nó có thể gây ra sự cố bằng cách vô hiệu hóa một chức năng quan trọng cần thiết để bay và hạ cánh an toàn cho máy bay.
  • Mức B (Nguy hiểm) Việc hỏng hóc có ảnh hưởng xấu đến hành khách vì nó làm giảm khả năng vận hành máy bay của người điều khiển. Có thể xảy ra thương tích nghiêm trọng hoặc tử vong.
  • Cấp độ C (Chuyên ngành) Sự cố không có tác động lớn như một sự cố Nguy hiểm, nhưng nó vẫn rất đáng kể và làm tăng đáng kể khối lượng công việc của người vận hành và giảm biên độ an toàn.
  • Cấp độ D (Vị thành niên) Hỏng hóc không có tác động lớn như hỏng hóc lớn, nhưng nó vẫn đáng chú ý và có thể gây bất tiện cho hành khách hoặc thay đổi kế hoạch chuyến bay thường lệ.
  • Cấp độ E (Không có Hiệu ứng) Việc hỏng hóc hoàn toàn không ảnh hưởng đến khả năng vận hành và do đó không ảnh hưởng đến sự an toàn của máy bay hoặc khối lượng công việc của người khai thác.
Dữ liệu đáng tin cậy về chi phí liên quan đến việc chuyển lên cấp độ cao hơn là khan hiếm, nhưng ít dữ liệu có sẵn cho thấy sự gia tăng chi phí phát triển giữa 75% và 150%. Sự gia tăng phần lớn là do các mục tiêu ngày càng tăng cần đáp ứng cho mỗi mức độ quan trọng. DO-178B cho phép rất linh hoạt khi phát triển phần mềm vì tính chất dựa trên mục tiêu của nó vì có nhiều cách có thể để một dự án thực đáp ứng chúng. Quy trình DO-178B chung được chia thành năm quy trình riêng biệt, với mỗi quy trình có một tập hợp các đầu ra được lập thành văn bản dự kiến:
  • Lập kế hoạch phần mềm Đây là mô tả về các quy trình phát triển phần mềm và vòng đời phần mềm sẽ được sử dụng để đáp ứng các yêu cầu của DO-178B. Các tài liệu đầu ra bao gồm một kế hoạch phát triển phần mềm (SDP).
  • Phát triển Đây là mô tả về quy trình phát triển phần mềm và vòng đời phần mềm được sử dụng để đáp ứng các mục tiêu DO-178C. Các tài liệu đầu ra bao gồm dữ liệu yêu cầu phần mềm (SRD), mô tả thiết kế phần mềm (SDD), mã nguồn và mã đối tượng thực thi.
  • Xác minh Đây là một mô tả về các quy trình xác minh (Đánh giá, Phân tích và Thử nghiệm) được sử dụng để đáp ứng các mục tiêu DO-178C. Các tài liệu đầu ra bao gồm các trường hợp và quy trình xác minh phần mềm (SVCP) và kết quả xác minh phần mềm (SVR) với việc xem xét tất cả các yêu cầu, thiết kế và mã.
  • Quản lý Cấu hình Đây là mô tả về các phương pháp và môi trường sẽ được sử dụng để định cấu hình tất cả dữ liệu thiết kế và bằng chứng tuân thủ cần thiết để đạt được chứng nhận DO-178C. Các tài liệu đầu ra bao gồm chỉ số cấu hình phần mềm (SCI) và chỉ số cấu hình môi trường vòng đời phần mềm (SECI).
  • Đảm bảo chất lượng Đây là mô tả về các phương pháp và hồ sơ liên quan sẽ được sử dụng để đảm bảo rằng các mục tiêu đảm bảo chất lượng của DO-178C được đáp ứng. Các tài liệu đầu ra bao gồm hồ sơ đảm bảo chất lượng phần mềm (SQAR), đánh giá sự phù hợp của phần mềm (SCR) và tóm tắt thành tích phần mềm (SAS).

Tầm quan trọng của Xác minh phần mềm trong DO-178B

Xác minh phần mềm là một phần quan trọng của tiêu chuẩn DO-178B, vì nó đảm bảo rằng phần mềm hoạt động như dự định và đáp ứng các yêu cầu về độ an toàn và độ tin cậy. Mục tiêu chính của xác minh phần mềm là xác định và loại bỏ các khiếm khuyết và sai sót của phần mềm trước khi phần mềm được triển khai trên máy bay. Bằng cách sử dụng các công cụ xác minh phần mềm, nhà phát triển có thể tự động hóa các hoạt động xác minh khác nhau và nâng cao hiệu quả và hiệu quả của quy trình xác minh.

Vai trò của Công cụ xác minh phần mềm trong DO-178B

Các công cụ xác minh phần mềm đóng một vai trò quan trọng trong việc đạt được các mục tiêu của tiêu chuẩn DO-178B. Những công cụ này giúp nhà phát triển tự động hóa các hoạt động xác minh phần mềm khác nhau, chẳng hạn như phân tích tĩnh, phân tích động và thử nghiệm dựa trên yêu cầu. Dưới đây là một số vai trò chính của công cụ xác minh phần mềm trong DO-178B:

Công cụ phân tích tĩnh 

Các công cụ phân tích tĩnh phân tích mã nguồn của phần mềm mà không thực thi nó. Các công cụ này phát hiện các lỗi tiềm ẩn và vi phạm tiêu chuẩn viết mã bằng cách kiểm tra cấu trúc mã, cú pháp và luồng dữ liệu. Các công cụ phân tích tĩnh có thể xác định các vấn đề như các biến chưa được khởi tạo, lỗi tràn bộ đệm và mã không thể truy cập được. Bằng cách sử dụng các công cụ phân tích tĩnh, các nhà phát triển có thể bắt lỗi sớm trong quá trình phát triển, giảm khả năng xảy ra lỗi phần mềm khi vận hành.

Công cụ phân tích động 

Các công cụ phân tích động giám sát hành vi của phần mềm trong quá trình thực thi. Các công cụ này nắm bắt thông tin thời gian chạy như sử dụng bộ nhớ, lệnh gọi hàm và giá trị biến. Các công cụ phân tích động đặc biệt hữu ích để phát hiện lỗi thời gian chạy, rò rỉ bộ nhớ và tắc nghẽn hiệu suất. Chúng cung cấp thông tin chi tiết về hành vi thực tế của phần mềm và giúp xác định các vấn đề có thể không rõ ràng trong quá trình phân tích tĩnh.

Công cụ kiểm tra dựa trên yêu cầu 

Các công cụ kiểm tra dựa trên yêu cầu tạo điều kiện thuận lợi cho việc xác minh phần mềm theo các yêu cầu đã chỉ định. Các công cụ này tự động hóa việc tạo các trường hợp thử nghiệm dựa trên các yêu cầu hệ thống và giúp đảm bảo rằng tất cả các yêu cầu đều được kiểm tra đầy đủ. Các công cụ kiểm tra dựa trên yêu cầu có thể theo dõi mức độ bao phủ của các bài kiểm tra, đảm bảo rằng phần mềm đã được kiểm tra kỹ lưỡng theo các yêu cầu đã chỉ định. Chúng giúp đạt được khả năng truy xuất nguồn gốc giữa các yêu cầu, thiết kế và trường hợp thử nghiệm, đây là yêu cầu chính của DO-178B.

Cân nhắc lựa chọn công cụ xác minh phần mềm

Khi chọn các công cụ xác minh phần mềm để tuân thủ DO-178B, cần cân nhắc một số điều. Dưới đây là một số yếu tố quan trọng cần xem xét:

Trình độ công cụ 

Theo DO-178B, các công cụ xác minh phần mềm được sử dụng trong quá trình phát triển phải đủ tiêu chuẩn. Đánh giá công cụ liên quan đến việc chứng minh rằng các công cụ này đáng tin cậy, hiệu quả và không gây thêm lỗi. Quá trình thẩm định thường bao gồm ghi lại các tính năng, giới hạn và giả định của công cụ, cũng như cung cấp bằng chứng về xác thực và xác minh công cụ.

Tích hợp công cụ 

Các công cụ xác minh phần mềm được chọn phải có khả năng tích hợp vào môi trường phát triển và vòng đời phát triển phần mềm tổng thể. Các công cụ phải hoạt động trơn tru với các công cụ phát triển, trình biên dịch và các thành phần phần mềm khác. Tích hợp đảm bảo quy trình làm việc suôn sẻ và tạo điều kiện tự động hóa các hoạt động xác minh.

Tài liệu Công cụ và Hỗ trợ 

Tài liệu và hỗ trợ phù hợp là cần thiết để sử dụng các công cụ xác minh phần mềm một cách hiệu quả. Các công cụ nên có tài liệu toàn diện, bao gồm hướng dẫn sử dụng, hướng dẫn và ví dụ. Ngoài ra, quyền truy cập vào hỗ trợ kỹ thuật và cập nhật thường xuyên từ nhà cung cấp công cụ là rất quan trọng để giải quyết mọi vấn đề hoặc cập nhật cần thiết trong quá trình phát triển.

Tuân thủ DO-178B

Để đảm bảo tuân thủ tiêu chuẩn DO-178B, nên sử dụng các công cụ xác minh phần mềm theo hướng dẫn được chỉ định trong tiêu chuẩn. Quá trình lựa chọn, định tính và sử dụng các công cụ phải được ghi chép đầy đủ và bằng chứng về chất lượng và xác nhận của công cụ phải được duy trì. Ngoài ra, các công cụ phải được áp dụng nhất quán trong suốt vòng đời phát triển phần mềm và phải được kiểm tra và xem xét nghiêm ngặt.

Làm thế nào để hỗ trợ DO-178B?

Có nhiều công cụ có thể trợ giúp trong quy trình DO-178B, bao gồm công cụ phát triển, công cụ xác minh và công cụ quản lý yêu cầu.

Loại công cụ cuối cùng đặc biệt quan trọng vì nó có thể truy ngược nguồn gốc của từng yêu cầu trong quá trình DO-178B và mọi thay đổi được thực hiện đối với yêu cầu, do đó, phải được lập thành văn bản để đạt được khả năng xác định nguồn gốc. Trên thực tế, việc sử dụng yêu cầu sau khi triển khai các tính năng đã được triển khai cũng phải được theo dõi.

Việc phát triển phần mềm tuân thủ DO-178B cho các hệ thống trên không mà không có công cụ phần mềm có khả năng cung cấp khả năng truy xuất nguồn gốc sâu và nghiêm ngặt đối với các thành phần tạo tác của dự án trong tất cả các giai đoạn phát triển là điều không thể.

Tài liệu cần thiết cho DO-178B

Có một số tài liệu cần thiết để tuân thủ DO-178B. Chúng bao gồm:

  • Kế hoạch cho các khía cạnh phần mềm của chứng nhận (PSAC)
  • Kế hoạch đảm bảo chất lượng phần mềm
  • Kế hoạch quản lý cấu hình phần mềm
  • Thủ tục kiểm soát cấu hình
  • Tiêu chuẩn mã phần mềm
  • Tiêu chuẩn thiết kế phần mềm
  • Tiêu chuẩn yêu cầu phần mềm
  • Kế hoạch phát triển phần mềm
  • Kế hoạch xác minh phần mềm
  • Nguồn, Mã đối tượng thực thi, SCI và SECI
  • Tài liệu thiết kế phần mềm
  • Tài liệu yêu cầu phần mềm
  • Truy xuất nguồn gốc
  • Các trường hợp và thủ tục kiểm tra
  • Kết quả xác minh
  • Hồ sơ đảm bảo chất lượng
  • Hồ sơ quản lý cấu hình
  • Báo cáo sự cố
  • Tóm tắt thành tựu phần mềm

Hỗ trợ DO-178B bằng Công cụ quản lý yêu cầu

Các công cụ quản lý yêu cầu như Yêu cầu về hình ảnh có thể hỗ trợ DO-178B bằng cách cung cấp khả năng truy nguyên từ đầu đến cuối giữa tất cả các yêu cầu, xác minh, báo cáo sự cố, danh sách kiểm tra và các thành phần tạo tác của dự án. Nó cung cấp một môi trường gắn kết hoạt động như một kho lưu trữ mở và tập trung cho tất cả các hiện vật, bao gồm các mục tiêu DO-178B.

Với Yêu cầu về Visure, thật dễ dàng để chuẩn hóa và thực thi các quy trình đã xác định trong toàn tổ chức để tuân thủ hướng dẫn DO-178B và thực hiện điều đó theo cách dễ tiếp cận, hợp tác và tiết kiệm chi phí.

Nhờ Nền tảng tích hợp linh hoạt, Yêu cầu về lượt truy cập có thể tích hợp với các công cụ của bên thứ ba, thương mại hoặc độc quyền để mở rộng sự thay đổi phân tích tác động tính năng cho các phần tử ngoài phạm vi của nó để hỗ trợ thêm cho DO-178B.

Các tính năng quản lý yêu cầu khác của Yêu cầu về lượt truy cập bao gồm bộ lọc, chế độ xem do người dùng xác định, giao diện người dùng dựa trên vai trò, quy trình yêu cầu được xác định bằng đồ họa và Truy nguyên nguồn gốc, quy trình công việc tích hợp sẵn, số lượng thuộc tính do người dùng xác định không giới hạn, quản lý và so sánh phiên bản cũng như khôi phục về các phiên bản cũ hơn, trong số các phiên bản khác.

Kết luận

DO-178B là một tiêu chuẩn phần mềm đảm bảo phần mềm quan trọng về an toàn được thiết kế, phát triển và thử nghiệm một cách nhất quán và có thể lặp lại. Tiêu chuẩn này đã có từ đầu những năm 1990 và đã được cập nhật theo thời gian để tính đến những thay đổi trong công nghệ. Nhiều tổ chức hàng không thương mại yêu cầu các nhà cung cấp của họ phải được chứng nhận DO-178B như một phần của hoạt động kinh doanh với họ. Để đạt được chứng nhận, các tổ chức phải trải qua một quy trình nghiêm ngặt bao gồm việc ghi lại tất cả các khía cạnh của vòng đời phát triển phần mềm. Yêu cầu thăm quan Nền tảng ALM là một trong số ít các công cụ quản lý yêu cầu đã được chứng nhận để hỗ trợ DO-178B ở Cấp A, cấp chứng nhận cao nhất. Nếu bạn đang tìm kiếm một giải pháp đầu cuối để quản lý các yêu cầu của mình và muốn đảm bảo tuân thủ tiêu chuẩn quan trọng này, hãy dùng thử Yêu cầu về thăm thân ngay hôm nay. Hãy thử Dùng thử miễn phí ngày 30 Ngay bây giờ!

Đừng quên chia sẻ bài viết này!

chương

Đưa sản phẩm ra thị trường nhanh hơn với Visure