VectorCASTによるソフトウェアテストの自動化

自動車の機能安全に関するソフトウェアの検証および妥当性確認

ISO 26262とは

国際標準化機構の規格文書である26262（ISO 26262）では、安全を最重視する車両電子システムを開発およびテストする際のプロセスの枠組みと手続きのモデルが規定されています。これは国際電気標準会議の規格文書である61508 (IEC 61508) から派生した規格で、自動車分野で見られる課題に合わせた修正が加えられています。ISO 26262用のVectorCASTは、ソフトウェア開発に関連した同規格のPart 6で規定されている、ソフトウェアのテストと検証の推奨事項を満たします。ここでは、機能テスト（要求ベーステストとパーティションテスト）や、構造カバレッジテストのような単体／システム両レベルでのテストアクティビティーが推奨されています。

主な特長

• ISO 26262で要求される全レベルのコードカバレッジをサポート

  • 命令カバレッジ

  • 分岐カバレッジ

  • MC/DCカバレッジ

• 単体／結合テストのためのテストスタブとドライバープログラムを自動的に生成およびコンパイル
• 自動リグレッションテスト
• 要求からテストケースへのマッピング
• 堅牢性テスト
• 境界外の値
• 境界条件テスト
• ホスト、シミュレーター、組込ターゲットシステムでのテスト実行

ISO26262用のVectorCASTとは

VectorCAST製品シリーズのツールは、ソフトウェアの低レベル要求がテスト済みであることを証明するためのテストケースの作成と管理をサポートするほか、境界内および境界外値のテストなど、多彩な堅牢性テストにも役立ちます。VectorCASTはまた、ISO 26262で要求されている全レベルで、構造コードカバレッジデータの収集とレポートをサポートします。

VectorCASTによるISO 26262のサポート

VectorCASTは、ユーザーに以下の機能を提供することで、ISO 26262の準拠に関わるテスト作業をスピードアップします。

• 構造カバレッジの全レベルを完全にサポート

• 機能／堅牢性テストのためのテストスタブとドライバープログラムを自動的に生成およびコンパイル

• 要求からテストケースへのタグ付けが可能

• データ型の値の範囲（最小値-中間値-最大値）に対応するテストケースを自動生成

• 妥当な値の範囲に基づくテストケース

• インタラクティブなポイント＆クリックとスクリプトからの生成によるテストケース作成

• 再コンパイルなしでテストケースを修正および再実行

• 自動リグレッションテスト

• 標準規格に準拠したテストレポートの生成

• 基本パス解析と循環的複雑度

• ホストと組込ターゲット開発システムの両方でのテスト実行

プログラマブル電子システムのための機能安全認証

IEC 61508とは

IEC 61508は、プログラマブル電子システムの機能安全を規定する国際的な業界標準です。IEC 61508認証はその製品やシステムが同標準規格が設定する目的に適合していることを裏付けるものです。IEC 61508は7つのPartに分かれています。「Part 3: Software requirements (IEC 61508-3、ソフトウェア要求事項)」ではソフトウェア要求が定義され、妥当性確認や検証などのソフトウェアの安全ライフサイクルが設定されています。安全ライフサイクルでは、まずリスク分析を行い、必要な安全度水準（SIL: Safety Integrity Level）を決定します。IEC 61508-3では、SIL-2以上の安全度水準が要求される場合には、認証のあるツールとトランスレーターを使用するよう強く推奨されています。

ツール認定

IEC 61508では、テストツールなどのソフトウェアツールを使用するにあたり、それが安全関連アイテムやエレメントの開発に適しており、IEC 61508で求められているアクティビティーやタスクの正しい実行を担保できるエビデンスとして、そのツールの認定を取得することが推奨されています。

そのような認定は、そのツールの結果に誤りが生じると、それが何らかの安全要求違反を招く恐れがあること、そしてそのような誤りを防止または検出する努力がなされたことを示すものでなければなりません。

Vector Softwareでは既製のツール認定パッケージを提供しており、それによってVectorCASTツールの出力が組込開発環境内で正確であることを実証しています。

主な特長

• IEC 61508で要求される全レベルのコードカバレッジをサポート
  • 命令カバレッジ
  • 分岐カバレッジ
  • MC/DCカバレッジ

• 単体／結合テストのためのテストスタブとドライバープログラムを自動的に生成およびコンパイル
• 自動リグレッションテスト
• 要求からテストケースへのマッピング
• 堅牢性テスト
• 境界外の値
• 境界条件テスト
• ホスト、シミュレーター、組込ターゲットシステムでのテスト実行
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IEC 61508用VectorCASTとは

組込ソフトウェアのテスト用プラットフォームであるVectorCASTは、ソフトウェアの低レベル要求がテスト済みであることを証明するためのテストケースの作成と管理をサポートするほか、境界内および境界外値のテストなど、多彩な堅牢性テストにも役立ちます。VectorCASTはまた、IEC 61508で要求されている全レベルで、構造コードカバレッジデータの収集とレポートをサポートします。

不合理な残存リスクの回避に必要な安全方策を規定する4つのSILレベル

VectorCASTによるIEC 61508のサポート

VectorCASTは、ユーザーに以下の機能を提供することで、IEC 61508のコンプライアンスに関わるテスト作業をスピードアップします。

• 構造カバレッジの全レベルを完全にサポート
• 機能／堅牢性テストのためのテストスタブとドライバープログラムを自動的に生成およびコンパイル
• 要求からテストケースへのタグ付けが可能
• データ型の値の範囲（最小値-中間値-最大値）に対応するテストケースを自動生成
• 妥当な値の範囲に基づくテストケース
• インタラクティブなポイント＆クリックとスクリプトからの生成によるテストケース作成
• 再コンパイルなしでテストケースを修正および再実行
• 自動リグレッションテスト
• 標準規格に準拠したテストレポートの生成
• 基本パス解析と循環的複雑度
• ホストと組込ターゲット開発システムの両方でのテスト実行

医療機器／装置のためのソフトウェア安全認証

組込ソフトウェアは幅広い医療機器に搭載されています。これらの医療機器には、エックス線スキャナー、心拍計、血圧計、呼吸モニターのように、患者の解析に使用されるものや、除細動器や輸液ポンプのように患者の治療に使用されるものがあります。

いずれの場合も、患者の健康と安全は、搭載されている医療ソフトウェアの信頼性と安全性、そしてバグがないことに支えられています。

米国内で販売される医療機器にはアメリカ食品医薬品局（FDA）の承認が必要です。FDAには、ソフトウェアの妥当性確認のガイドラインをはじめとする、医療機器メーカーが従うべき正式な認証プロセスがあります。

IEC 62304とは

IEC 62304は国際電気標準会議によって策定された標準規格です。この標準規格はヨーロッパで使用される医療用ソフトウェアに対する要求事項を規定し、その承認に必要なプロセスを記述しています。これには医療機器を構成するソフトウェアコンポーネントをテストするためのガイドラインが含まれています。

ツール認定

IEC 62304では、テストツールなどのソフトウェアツールを使用するにあたり、それが安全関連アイテムやエレメントの開発に適しており、IEC 62304で求められているアクティビティーやタスクの正しい実行を担保できるエビデンスとして、そのツールの認定を取得することが推奨されています。そのような認定は、そのツールの結果に誤りが生じると、それが何らかの安全要求違反を招く恐れがあること、そしてそのような誤りを防止または検出する努力がなされたことを示すものでなければなりません。

Vector Softwareでは既製のツール認定パッケージを提供しており、それによってVectorCASTツールの出力が組込開発環境内で正確であることを実証しています。

主な特長

• IEC 62304で要求される全レベルのコードカバレッジをサポート
  • 命令カバレッジ
  • 分岐カバレッジ
  • MC/DCカバレッジ

• テストスタブとドライバープログラムを自動的に生成およびコンパイル
• 自動リグレッションテスト
• IEC 62304に準拠したテストレポートの生成
• ホスト、シミュレーター、組込ターゲットシステムでのテスト実行
• 100%のコードカバレッジを実現するためのテストケーステンプレートの自動生成
• ソフトウェアの単体および結合テストをフルサポート

FDA/IEC 62304用 VectorCASTとは

組込ソフトウェアのテスト用プラットフォームであるVectorCASTは、ソフトウェアの低レベル要求がテスト済みであることを証明するためのテストケースの作成と管理をサポートするほか、境界内および境界外値のテストなど、多彩な堅牢性テストにも役立ちます。VectorCASTはまた、IEC 62304で推奨されている全レベルで、構造コードカバレッジデータの収集とレポートをサポートします。

FDA監査に対するデューディリジェンスの提供

VectorCASTのツールは、FDAのソフトウェア品質要求に対するデューディリジェンスの実証に使用されています。VectorCASTのツールは、クラスI、II、IIIのどの医療機器のソフトウェア開発においても、信頼性の高い、反復可能なテストプロセスを提供します。

VectorCASTツール認定提供プロセス

VectorCASTは、意図した使用の妥当性確認を、認定文書の形で提供しています。この認定文書にはTool Operational Requirements (TOR) とTool Qualification Data (TQD) が含まれています。TORはVectorCASTツールに対する要求、そしてTQDはそれに関連付けられたテストとテスト結果を、それぞれ記述しています。カバレッジとテストケースのレポートは、製品の文書に容易に統合できるように、標準のHTMLまたはテキストでエクスポートできます。

FDA/IEC 62304用のVectorCAST認定キットには以下が含まれています。
Tool Operational Requirements（TOR：ツール運用要求）

• 検証可能な要求に含まれるVectorCASTの機能
• プロジェクト運用環境（コンパイラー、プラットフォーム、ターゲットなど）
• 構成管理プロセス
• VectorCASTが所定の要求を満たすことを検証するために用いられた方法

Tool Qualification Data（TQD：ツール認定用データ）

• ツール認定用のテストデータおよび結果
• 再実行のためのテストスクリプト

VectorCAST製品はこれらのフェーズで使用され、ISO 26262で求められるテストを自動化します

さらに読みやすくなった新しいレポート形式

VectorCAST 2019では、VectorCAST HTMLレポートの外観が一新されました。

新しいレポートでは書式の設定にカスケーディングスタイルシート（.css）が使用されています。ユーザーは独自のスタイルシートを作成し、色やフォントをカスタマイズできます。

対象となるレポート：

• テストケースデータレポート
• 実行結果レポートとテストケースエディターの実行レポートタブ
• 詳細レポート
• MC/DC等価マトリクスレポート
• 集計カバレッジレポート
• テストケース管理レポートおよびシステムテスト環境の管理レポート
• メトリクスレポート
• 解析によるカバレッジ（CBA）レポート
• 関数コールカバレッジレポート
• 環境概要レポート
• 環境ビルドログ

 

テスト専用のシンボリック定数を追加できる新しい「テスト値」辞書

VectorCAST 2019には新しくテスト専用のシンボリック定数を扱う機能が実装されました。これにより定数をソースファイルで直接定義するのではなく、可搬性のあるファイル（.xml）に格納して使用することが可能です。この機能によってハードコーディングされたスカラー値を、テストとは別に制御できるシンボルに置き換えられるため、テストケースの移植が容易になります。

この機能の利点：

• テストの可読性の向上。ハードコーディングされた「200」などの値を、「maximumSpeed」のようなシンボル名に置き換えることで、テストが理解しやすくなります
• テストの保守作業の軽減。シンボル名を使用することで、値が使用されるテストをそれぞれ修正するのではなく、シンボルの値を変更するだけで一括で簡単に値を変更できます
• バリアントテストの運用性向上。シンボル名は各テストのコンテキストに合わせて異なる値に変換できます。たとえばあるお客様のコンフィギュレーションと他のお客様のコンフィギュレーションとで「maximumSpeed」に別の値を指定できます

 

制御フローとコードカバレッジをグラフィカルに視覚化して表示する制御フローグラフ

VectorCAST 2019では新たに制御フローとコードカバレッジをグラフィカルに視覚化して表示する機能が追加されました。

 

• 2019-08-22 ウェブセミナー: VectorCAST: Automating Data and Control Coupling
• 2019-08-29 Vector Testing Symposium 2019 | Bengaluru, India
• 2019-09-06 Vector Testing User Day JAPAN
• 2019-09-07 Safety meets Security
• 2019-09-10 ウェブセミナー: PREEvision: Product Lines, Reuses and Variants
• 2019-09-11 Vector Testing Symposium 2019 | Delhi, India
• 2019-09-13 Vector Testing Symposium 2019 | Hyderabad, India
• 2019-09-15 - 2019-09-20 MODELS Conference 2019
• 2019-09-16 - 2019-09-17 Training: Automotive SPICE
• 2019-09-17 - 2019-09-19 AutoSens Conference Brussels

 DO-178B/DO-178C用VectorCASTツール認定キットには、ツール認定用文書、テストケース、手順書が含まれています。これにより、DO-178B/ED-12BまたはDO-178C/ED-12Cの標準規格に基づくプロジェクトにおけるVectorCASTツールの認定取得に使用できます。このキットにはツール認定計画とツール運用要求のほか、ソフトウェア検証ツールの適格性を保証するのに必要なその他の資料が含まれています。開発組織は、このキットを使用することにより、VectorCASTを使用して開発した組込システムの認証取得を省力化できます。

FDA/IEC 62304用VectorCAST医療機器ソフトウェアコンプライアンスキット には、医療機器のクラスを問わず、使用される組込ソフトウェアコンポーネントの妥当性確認に必要なすべての文書が含まれています。このキットには、意図した使用の妥当性確認と、FDA/IEC 62304のソフトウェア品質要求に対するデューディリジェンスを実証するためのテスト手順、計画、カバレッジ、テストケースのレポートが含まれています。

IEC 61508/EN 50128/ISO 26262用VectorCAST IEC認証キット には、IEC 61508、EN 50128、ISO 26262の標準規格に基づくプロジェクトでVectorCASTを使用するのに役立つ文書、証明書、テンプレートが用意されています。このキットには、認証機関であるTÜV SÜDからの証明書と、アプリケーション固有の、文書化した検証ワークフローに基づくレポートが含まれています。組織では、VectorCAST IEC認証キットにより、IEC 61508、EN 50128、ISO 26262に準拠していることを実証するのに必要なエビデンスを得ることができます。