阿莱尼亚公司为DO-178B A级认证开发自动驾驶仪软件

挑战

开发公司首个DO-178B A级认证的自动驾驶系统

解决方案

使用基于模型的设计来对系统和软件设计建模,验证需求覆盖率,生成代码,并为认证机构生成报告和其他工件

结果

  • 认证的需求评审缩短30%
  • 飞行时间减少20%
  • 自动化低级认证活动

“对我们来说,基于模型的设计的一个关键优势是能够专注于设计和开发,而不是低级的编码、验证和认证任务。其结果是更高的质量,通过DO-178B认证的软件,以及更快的迭代。”

Massimiliano Campagnoli, Alenia Aermacchi
Alenia Aermacchi M-346。

阿莱尼亚航空公司M-346的飞行特性与最新型战斗机相似,飞行员可以在寿命周期成本较低的飞机上进行安全训练。配备了四台冗余计算机,M-346飞行控制系统(FCS)支持线控飞控和先进的自动驾驶能力。万博1manbetx

阿莱尼亚公司采用Model-Based Design开发了自动驾驶仪软件,并通过了DO-178B Level A认证。

Alenia Aermacchi公司FCS应用软件团队负责人Massimiliano Campagnoli说:“基于模型的设计,一切都是相互关联的。“我们的S万博1manbetximulink系统模型是可执行的,能够对需求进行早期验证。该型号经过更新,以符合DO-178B建模标准,用于生成飞行代码。”

挑战

由于M-346自动驾驶系统是工程团队开发的第一个系统,主要目标是快速识别问题并吸收试飞员的反馈。最终的自动驾驶软件需要DO-178B A级认证。

该团队决定沿着两条路径进行开发:实验和认证。在实验路径上,他们将采用不那么严格的DO-178B D级标准进行快速开发,并采用架构解决方案来保障整个系统的可靠性和安全性。万博 尤文图斯对于认证路径,他们将重用和改进设计的实验版本,以开发完整的DO-178B A级认证软件。

Alenia Aermacchi需要一个支持两种路径的活动和目标的开发环境,包括设计模拟、需求跟踪、模型覆盖分析、代码生成万博1manbetx和分析,以及报告生成。

解决方案

阿莱尼亚航空公司的工程师使用基于模型的设计和Simulink开发了M-346的自动驾驶软件万博1manbetx®

一组系统和控制工程师在Simulink和statflow中开发了一个系统模型万博1manbetx®对于ARP-4754,使用statflow定义六个主要的自动驾驶状态,它们之间的转换,以及其他控制逻辑。他们进行了模拟以验证系统的行为。

该团队详细阐述了系统模型以创建自动驾驶软件模型,并对其进行优化以提高性能,并结合建模和安全标准以满足认证限制。

他们在软件模型上运行额外的模拟,并使用Simulink coverage™的模型覆盖分析确保这些测试100%覆盖软件需求。万博1manbetx

他们使用Simulink Requirements™中的Requirements Management万博1manbetx Interface链接IBM中的软件需求®理性的®®到模型万博1manbetx中的Simulink和statflow对象。使用Sim万博1manbetxulink Report Generator™,他们为认证生成了需求跟踪报告。

他们使用Model Advisor来检查他们的软件模型是否符合DO-178B高完整性标准和Alenia Aermacchi自己的定制规则。

使用嵌入式编码器®,该团队从他们的软件模型中生成了大约17000行C代码。他们为PowerPC编译生成的代码®处理器使用绿山®AdaMULTI®编译器。

该团队使用了Polyspace®静态分析工具检查代码的运行时错误,确保符合MISRA C®编码标准,并为认证信用创建工件。他们使用DO认证套件对DO-178进行Polyspace代码验证器和Simulink覆盖万博1manbetx进行了认证。

该团队基于他们为Simulink创建的软件模型测试,为生成的代码创建了测试套件。万博1manbetx在运行这些测试之后,他们将代码覆盖结果与从Simulink coverage中获得的模型覆盖结果进行了比较。万博1manbetx

M-346飞机(包括自动驾驶功能)已获得意大利国防部国防和国家军备理事会秘书处的型号认证。阿莱尼亚航空公司的工程师目前正在进行一个项目,该项目中所有的软件组件(csci)将使用基于模型的设计进行开发,并通过DO-178C认证。

结果

  • 认证的需求评审缩短30%.Campagnoli说:“在以前的项目中,需求覆盖率分析是手工执行的,并且基于主观评估。”“万博1manbetxSimulink, Simulink Coverage,和Simulink Requirements使我们能够自动化这个分析,并提供了客观的覆盖率指标,这帮助我们将认证的需求评审缩短了30%。”

  • 飞行时间减少20%.“基于模型的设计使我们能够根据飞行员和飞行工程师的反馈迅速改进设计,”Campagnoli说。“我们将飞行时间缩短了20%左右。更重要的是,我们是在提高软件质量的同时这么做的。”

  • 自动化低级认证活动.“我们自动化了许多低级认证活动,包括需求覆盖分析、运行时错误检查和标准遵从性检查,”Campagnoli说。自动化解放了我们,让我们可以花更多的时间来细化需求、优化系统、改进我们的测试,以及执行其他更高价值的任务。”