Verifizierung von Luft- und Raumfahrt-Software mit VectorCAST

Wie VectorCAST die Verifikationsziele gemäß DO-178C und ED-12C erfüllt – vom anforderungsbasierten Testen über die Testabdeckung bis hin zur Qualifizierung der Tools.

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Die Zertifizierung von Bordsoftware gemäß DO-178C und ED-12C erfordert sowohl anforderungsbasierte Tests als auch eine strukturelle Codeabdeckung. Die erforderliche Abdeckung steigt mit der Softwareebene und erreicht auf Stufe A das Niveau MC/DC. Dieses Whitepaper zeigt, wie VectorCAST diese Nachweise erstellt und welche Artefakte im Rahmen eines Zertifizierungsprozesses vorgelegt werden müssen.

Inhalt des Weißbuchs

Ordnen Sie jedes Verifikationsziel gemäß DO-178C und ED-12C einer VectorCAST-Funktion zu
Erstellen Sie Testfälle für den Normalbereich und zur Robustheit auf der Grundlage der Anforderungen
Weisen Sie eine strukturelle Abdeckung gemäß Level A nach, einschließlich MC/DC

Überprüfen Sie die Daten und kontrollieren Sie die Kopplung zwischen den Komponenten
Die Testabdeckung wiederverwenden, um doppelte Arbeiten auf niedriger Ebene zu vermeiden
Qualifizieren Sie VectorCAST für die Zertifizierung mithilfe der TQL-Matrix und des Qualifizierungskits

Software-Ebenen und strukturelle Abdeckung

DO-178C, in Europa als EUROCAE ED-12C veröffentlicht, verwendet die Richtlinien, um Avionikunternehmen und Zertifizierungsbehörden wie die FAA, die EASA und Transport Canada dazu zu verwenden, Software für den Einsatz in Luftfahrzeugen zuzulassen. Eine Systemsicherheitsbewertung legt die Software-Stufe fest, wobei jede Stufe mit einem eigenen strukturellen Abdeckungsziel verbunden ist. Die Stufen A bis C sind unterhalb aufgeführt; die Stufen D und E beinhalten kein strukturelles Abdeckungsziel und decken geringfügige Ausfallzustände sowie Software ab, die keine Auswirkungen auf das Luftfahrzeug oder die Besatzung hat.

Stufe A

Katastrophaler Ausfallzustand

Strukturelle Abdeckung
Stellungnahme, Entscheidung und MC/DC

Stufe B

Gefährlicher Ausfallzustand

Strukturelle Abdeckung
Feststellung und Entscheidung

Stufe C

Schwerwiegender Ausfallzustand

Strukturelle Abdeckung
Erläuterung

Wo VectorCAST zum Einsatz kommt

VectorCAST/C++ und VectorCAST/Ada automatisieren Unit- und Integrationstests von C-, C++- und Ada-Quellcode und generieren sowie kompilieren dabei automatisch die Test-Stubs und Treiberprogramme. VectorCAST/QA erfasst die Testabdeckung während Funktions- oder Systemtests. Das Requirements Gateway verknüpft Anforderungen mit Testfällen, und das Runtime Support Package erweitert die Ausführung auf eingebettete Zielsysteme und Simulatoren. VectorCAST/Timing ergänzt dies um eine Worst-Case-Ausführungszeitanalyse, bei der aus gemessenen Ausführungsdaten Zeitwerte berechnet werden, um die statistischen Nachweise zu liefern, auf die sich ein Sicherheitsnachweis stützt.

Die Tests sind unabhängig vom Quellcode, sodass dieselben Testfälle sowohl auf dem Host als auch auf einem Simulator oder auf dem Zielsystem ausgeführt werden können. Wenn eine Anwendung auf einen neuen Prozessor oder Compiler umgestellt wird, erstellt der Regressionsmechanismus die Testumgebungen neu und führt die bestehenden Tests in der neuen Umgebung erneut aus.

VectorCAST-Toolqualifizierung

DO-178C und ED-12C schreiben eine Tool-Qualifizierung vor, wenn ein Tool einen Verifikationsprozess automatisiert oder reduziert und dessen Ergebnisse nicht unabhängig überprüft werden. VectorCAST führt eine Validation der Anforderungen auf niedriger Ebene sowie die Erstellung von Abdeckungsberichten durch und muss daher qualifiziert werden. Vector bietet ein auf jedes Projekt zugeschnittenes, sofort einsatzbereites Qualifizierungspaket an. Das Whitepaper gibt einen Überblick über die Kriterienebenen, die Matrix der Tool-Qualifizierungsstufen sowie den Inhalt des Qualifizierungskits.