从DO-178C的新变化透视软件适航关注点

深刻理解DO-178C标准对于提升机载软件开发能力具有重要意义。分别从软件生存周期过程活动和过程目标两个维度对比和分析DO-178C与DO-178B的差异,按照计划过程、开发过程、验证过程、配置管理过程、质量保证过程和合格审定联络过程分类,列举了每个过程新增的或变更的考虑内容,并详细分析了过程目标的变化。根据差异分析,从强调以目标为中心、源代码到目标码的映射、参数数据、双向追踪、基于需求的鲁棒性测试和耦合性验证6个方面解析了DO-178C强调的思想,并总结了一些可行的实践。     

基于LDRA Testbed的主机/目标机 测试方法研究

DO-178B要求验证机载软件在目标机环境中正确运行,所以必须在受控的真实测试环境中运行插桩代码,提出基于LDRA Testbed的主机/目标机测试方法。介绍该方法的提出背景、原理、通信方式、面临的问题和测试环境的构建,构建方法减小因插桩引起的源代码膨胀和干扰时序的影响,并在测试环境中创建延时取回的算法以获取累积的历史记录文件,最终得到有效的动态覆盖率测试报告。从软件的健壮性和可靠性层面上有效提高机载软件的质量。     

满足适航要求的嵌入式操作系统测试方法

以被定义为DO-178C Level A级软件的自主版权嵌入式实时操作系统为应用模型，提出了一种基于DO-178C标准的嵌入式实时操作系统的测试方法。提出的测试模式解决了操作系统内核在目标机中难以测试的问题，同时对操作系统在目标机环境进行测试的一些具体问题给出了解决方案。方法既适合现阶段国军标对软件测试提出的要求，又保证了嵌入式操作系统软件测试活动与适航要求的符合性。     

民机主制造商对MBD软件供应商工程监控过程研究

基于模型的软件开发技术(Model-Based Development,简称MBD)具有可视化建模与仿真、自动生成符合适航要求的代码等特点,已在民用飞机机载设备研发领域被逐渐推广应用。越来越多使用MBD技术开发的机载软件的涌现,给民机机载软件适航符合性工作带来了前所未有的挑战。为解决这一问题,美国航空无线电技术委员会于2011年底发布了DO-178C作为民用航空界认可的机载软件符合性方法,并在此基础上发布了DO-331作为专门针对机载软件MBD技术的适航符合性要求的补充说明。通过对DO-178C和DO-331标准中MBD软件适用目标的研究,结合工程实践,总结归纳了一套民用飞机主制造商对MBD软件供应商的软件研发过程管控要求,用于在向适航当局表明符合性时提高适航置信度,以期对主制造商和供应商在处理MBD软件方面提供参考。     

民用飞机软件验证要求研究与实践

DO-178C实际上已成为民用飞机适航取证时用以衡量机载软件是否达到相应等级的安全性要求的标准,它以软件工程过程为核心,从定义过程应达到的目标、为满足目标所需要开展的活动、达到目标的证据等多个角度提出了软件研制的指导原则。DO-178C覆盖软件生命周期全过程,本文介绍了其中关于软件验证的标准以及对标准的理解和实践考虑。     

基于MC/DC最小测试用例集设计方法研究

动态测试主要是通过设计测试用例、开发和运行测试程序来发现软件中存在的错误。如何判断设计的测试用例是充分的,针对不同级别的软件,DO-178B规定了不同的结构覆盖标准。本文针对A级软件,给出一种适合MC/DC准则的最小测试用例集快速设计方法。针对一个判定中同一条件出现多次的复杂情形引起的两种不同用例设计思路,结合LDRATestbed覆盖分析结果,总结出合理的设计方法。     

RTCA DO-178C标准中的软件验证过程分析

研究了DO-178C中软件验证过程活动的开展及方法,提出了在工程实践中开展软件验证活动和提升软件质量的建议。指出DO-178C与航空工业标准体系融合及应用,对提升我国机载软件质量有重要意义。     

综合模块化航电软件仿真测试环境研究

 伴随着综合模块化航空电子(IMA)软件在新一代飞机上的应用,其高复杂性、高度综合的特点以及分层的健康监控和故障管理模式给软件测试提出了挑战。传统的仿真测试环境在应对IMA软件测试中难以满足RTCA DO-178B中规定的对验证过程结果的验证的要求。本文在分析IMA软件特点的基础上,根据DO-178B的要求,综合国外的发展情况和国内的研究进展情况,研究综合模块化航电软件仿真测试环境需求,提出了基于软件故障注入的综合模块化航电软件灰盒仿真测试环境方案,并给出优势分析。该仿真测试环境方案以IMA软件为测试对象,应用软件故障注入技术和代码插装技术满足测试规范文件的要求。其具有通用灵活、适配性强、强实时性等特点,为中国新一代航电软件的系统验证和测试奠定了基础。     

GJB5000 A与DO-178 B／C的综合应用研究

针对软件研制单位目前存在的型号软件研制必须同时满足GJB5000 A与适航软件研制标准的要求,通过对GJB5000 A与DO-178 B／C的对比分析,提出一种将GJB5000 A与DO-178 B／C相互融合的方法,并对方法实际工程实践时应注意的问题进行了说明。     

基于DO-178C的机载软件质量保证与管理

DO-178C 作为机载软件适航可接受的符合性标准,明确要求机载软件综合过程中必须包含软件质量保证（SQA）过程。以机载软件的软件生命周期定义、过程和数据为基础,从目标、活动和符合性评审三个方面分析基于DO-178C 的软件质量保证过程的实施;结合软件项目质量管理技术和工具,从规划软件质量管理、管理软件质量和控制软件质量三个过程研究基于DO-178C 的软件质量管理方法并给出工程实践建议。结果表明：本文将软件质量保证与质量管理紧密结合,形成了适航要求的相关证据,提供了符合需求的民用机载软件,有效保证了机载软件的质量和持续改进措施。     

基于DO一178B的结构覆盖分析研究

结构覆盖分析（SCA）是基于DO一178B的软件验证的重要组成部分。由于DO一178B仅提出目标活动要求,不提供具体的工程技术方法,如何进行结构覆盖分析是困扰国内航电软件开发和验证的一大难题。通过与国外航电设备厂商的多年的软件国际合作,以及对DO一178B软件结构覆盖分析具体要求的深入研究,提出了一个结构覆盖分析过程和具体的实现方法。在多个软件国际合作项目中的实际应用表明,的研究成果满足DO一178B结构覆盖分析的要求。     

机载软件适航技术研究与工程应用

通过分析研究DO-178B标准,提出了适用于大规模机载软件开发和验证的集成过程.过程紧密集成基于需求的开发活动和基于需求的验证活动,实现需求和代码的一致性目标.通过在过程中引入全局需求和需求子集开发活动,为软件开发和验证活动并行化创造了基础条件,进而提高工作效率,满足大规模软件众多项目人员协同工作及缩短项目周期的要求.     

民机适航软件工具鉴定考虑

软件工具在航空器研发过程中所起的作用越来越大,为了保证民用飞机的安全性,DO-178B对在民用飞机研发过程中所使用的软件工具提出了鉴定的要求。为了规范工具鉴定过程,伴随着DO-178C的发布,RTCA专门发布了工具鉴定指导文件DO-330。通过对DO-178B、DO-178C、DO-330中有关工具鉴定内容的对比和分析,明确了最新工具鉴定的分级定义、工具鉴定的过程和目标;针对当前广泛使用的COTS工具,描述了工具鉴定应考虑的因素。为按照民机适航要求开展工具鉴定工作提供了指导。     

机载适航标准DO-178B/C软件开发过程研究

介绍了DO-178B/C标准的发展历程,结合对DO-178B/C标准机载软件生命周期过程的研究,分析了机载软件开发过程需求、设计、编码和集成子过程的关系及输入输出数据,在分析机载软件需求、设计、编码及集成子过程的目标、活动和转换准则的基础上,给出了各子过程的过程模型.展望了DO-178B/C标准的未来研究方向.     

基于模型的FADEC软件结构覆盖率分析

结构覆盖率分析是基于需求测试的补充和完善,能够发现软件中是否存在预期外的功能.在基于模型的软件开发过程中,模型覆盖率代替了传统的代码覆盖率,运用模型检查技术自动生成测试用例是形式化方法在模型覆盖率测试中的主要途径,涵盖了判定覆盖(DC)、条件覆盖(CC)、修改条件/判定覆盖(MC/DC)等多种方式.以航空发动机FADEC软件开发过程中的一个实际案例为例,结合Simulink Design Verifier分析验证工具,检验其生成的用例对模型的覆盖率,表明方法的实用性.     

RTCA/DO 331标准研究

为推动基于模型的开发和验证技术的发展,同时为了给机载软件基于模型的开发和验证活动提供合格审定指南,美国航空无线电委员会于2011年发布了DO-331《基于模型的开发和验证》标准,作为对DO-178C《机载系统和设备合格审定中的软件考虑》标准的补充。该文主要从DO-331文档的组织架构编排,模型的使用和分类,基于模型研制相关的软件生命周期过程、数据和符合性验证目标几个方面对其进行了提炼和解读,可帮助应用该标准的人员快速理解文档的核心内容,并把握基于模型的开发和验证相关的合格审定关注点,从而在项目实施过程中更好地表明适航符合性。     

机载设备软件需求获取过程研究

DO-178B机载设备软件的开发指南,规定了软件生存周期中各个过程的目标以及完成目标的活动和证据;但是DO-178B标准中没有给出软件需求获取的具体过程.针对机载设备软件AE653/Cert的认证过程进行研究,诠释需求获取过程中的建模方法和原则,给出需求获取过程的具体描述及其变更控制和配置管理.最后通过分析验证软件需求获取过程生成的需求和工作产品可以符合DO-178B的目标,为机载软件开发过程的需求获取提供了参考依据.     

基于LDRA Testbed的飞机中央维护系统覆盖测试

基于测试工具LDRA Testbed实现了飞机中央维护系统的覆盖测试工作。以飞机中央维护系统的主界面源程序为例,通过测试过程说明了工具在飞机中央维护系统测试中的成功应用,并达到了一定的语句覆盖分析和分支覆盖测试率。给出了软件的测试流程和测试结果。测试结果表明,使用LDRA Testbed工具,可以大大提高飞机中央维护系统的软件测试效率,同时也能够满足航空业界的软件标准DO-178B,并获得了规定的语句覆盖和分支覆盖测试率。     

全定制芯片的测试码产生方法

针对全定制设计的芯片提出人工产生测试码的方法.该方法充分利用功能验证程序,从中挑选出对测试有用的信息,经过转换得到满足基本故障覆盖的测试码;再结合芯片自身的结构特点,合理利用芯片内部的调试结构,并按功能部件利用调试链路追加测试码,从而补充完善得到比较完备的测试码.     

DO-178B可验证的机载操作系统配置生成技术

针对DO-178B适航验证要求对机载嵌入式操作系统配置数据生成技术进行了分析研究,给出了一种可重用的机载嵌入式操作系统配置数据生成器的架构设计。基于这种架构构建的配置数据生成器经过DO-178B适航验证后可适用于不同的机载嵌入式操作系统,从而大大减少机载嵌入式操作系统的适航验证成本。