Особливості розробки програмного забезпечення датчика тиску з цифровим блоком управління - Цифровий датчик тиску повітря у кабіні літака

Програмне забезпечення (ПЗ) є однією з важливих частин будь-якого обчислювального пристрою. Взагалі ПЗ являє собою сукупність програм, функціонально пов'язаних між собою і спрямованих на вирішення єдиної задачі. У складі програмного забезпечення можна виділити такі основні складові:

Програми оброблення вхідної інформації. Ці програми дозволяють підвищити точність та вірогідність вхідної інформації за рахунок її оптимального оброблення, використання надмірної інформації, наприклад, за допомогою реалізації алгоритмів фільтрації та комплексування результатів вимірювань.

Функціональні програми. Ці програми реалізують алгоритм роботи системи і здійснюють управління роботою всіх взаємопов'язаних пристроїв системи. Функціональні алгоритми можна поділити на два класи: обчислювальні та логічні. До обчислювальних алгоритмів належать алгоритми, для реалізації яких використовуються арифметичні операції. До логічних алгоритмів відносяться алгоритми, для яких основними операціями є логічні операції та операції управління.

Програми захисту функціональних алгоритмів, аналізу та виправлення помилок. Ці комплекси програм можна поділити на дві групи: програми, які визначають помилки реалізації алгоритмів функціонування системи та програми, які виконують аналіз та виправлення помилок.

Програми диспетчеризації. Основним режимом роботи обчислювальних пристроїв бортових систем є режим мультипрограмування з розподілом часу між окремими програмами. Режим мультипрограмування дозволяє підвищити ефективність використання обчислювального пристрою. Програми диспетчеризації управляють ходом обчислювального процесу, а також системою переривань залежно від умов застосування вхідної інформації.

Програми перевірки, тестування та контролю працездатності бортових пристроїв. Найбільш поширеним способом перевірки працездатності систем із обчислювальними пристроями є тестовий контроль. На відміну від апаратного цей контроль дозволяє здійснювати перевірки працездатності систем при малих додаткових затратах, але він вимагає перерв у виконанні алгоритму роботи обчислювача.

Програми видачі інформації на виконуючі пристрої, пристрої відображення та сигналізації. Функціями цих програм є формування управляючих сигналів, а також перетворення інформації до виду, придатного для сприйняття екіпажем.

ПЗ обчислювальних пристроїв бортових систем та пристроїв авіаційного призначення являє собою складний комплекс різних за своїм призначенням програм. ПЗ має задовольняти вимогам:

    1) виконуватись у заданий час, обраний за умовами допустимої дискретності управління об'єктом з урахуванням його динамічних властивостей. 2) займати мінімально можливе місце в пам'яті. 3) бути захищеним від випадкових збоїв та систематичних похибок апаратними і програмно-логічними методами, основою яких є апаратна та програмна надмірності.

Під час розробки програмного забезпечення бортових систем та пристроїв авіаційного призначення значна увага має приділятись його сертифікації. Сертифікація - це визначення взаємовідносин між клієнтом і споживачем, відповідності продукції визначеному встановленому чи професійному стандарту. Мета сертифікації - попередження випуску і експлуатації продукції, небезпечної для життя, здоров'я населення і навколишнього середовища, а також одержання гарантії третьої сторони (органа по сертифікації), що продукція відповідає заданим вимогам.

Організація робіт з сертифікації здійснюється Керівним комітетом, а функції по проведенню процедур сертифікації конкретних видів продукції виконують органи по сертифікації в наступній послідовності: подача заявки клієнтів в орган по сертифікації, направлення клієнту висновку за результатами розгляду заявки, оформлення ліцензійної угоди між клієнтом і органом сертифікації, проведення іспитів зразків заявленої продукції.

Форма представлення результатів сертифікаційних іспитів встановлюється нормативними документами. Реєстрація і видача сертифіката і ліцензії проводиться органом по сертифікації чи Керівним комітетом із сертифікації.

Будь-яка діяльність з метою кваліфікації бортової апаратури чи системи повинна виконуватися за планом, погодженому з Авіаційним Реєстром (АР) України чи з його повноважними представниками.

У план включається розгляд наступних питань:

    - категорія критичності і рівні ПЗ, стосовно до яких в остаточному підсумку повинні бути кваліфіковані апаратура, чи система; - намічені до виконання програми розробки, випробувань, управління конфігурацією і гарантії якості; - конкретні розділи авіаційних правил та інших документів, у відповідності з якими буде проводитися сертифікація; - будь-які спеціальні вимоги; - документація необхідна для сертифікації, включаючи документацію на ПЗ.

Нижче приводиться план робіт із сертифікації програмно-математичного забезпечення датчика тиску з цифровим управлінням. План сертифікації програмного забезпечення містить у собі наступні розділи:

    - короткий опис системи; - категорії критичності системи і рівні ПЗ; - заходи, виконуються для забезпечення сертифікації ПЗ; - плановану документацію, - графік робіт; - розподіл відповідальності.

При створенні ПЗ датчика тиску з цифровим блоком управління планується використання спіральної моделі технологічного циклу. Спіральна модель визначає ітераційний характер виконання робіт, а саме:

    - 1 етап (1-а спіраль) - створення прототипу системи і відповідної демонстраційної версії ПЗ; - 2 етап (2-а спіраль) - створення "штатної" системи і сертифікованого ПЗ.

Вихідними даними для розробки демонстраційної версії ПЗ є:

    - технічне забезпечення датчика тиску з цифровим управлінням; - опис прийнятої на підприємстві технології створення ПЗ; - опис апаратного забезпечення датчика тиску з цифровим управлінням; - опис засобів підтримки технологічного циклу створення ПЗ; - опис алгоритмів роботи датчика тиску з цифровим управлінням.

Вихідними даними цього етапу є:

    - вимоги до ПЗ; - структура ПЗ і тексти програмних модулів; - програма і методика попередніх випробувань; - результати попередніх випробувань; - перелік заходів щодо результатів випробувань.

Вихідними даними для розробки сертифікованої версії ПЗ є:

    - технічне забезпечення датчика тиску з цифровим управлінням; - вимоги до ПЗ; - опис апаратних засобів датчика тиску з цифровим управлінням; - структура ПЗ і тексти програмних модулів; - опис прийнятої на підприємстві технології створення ПЗ; - опис засобів підтримки технологічного циклу створення ПЗ; - опис алгоритмів роботи датчика тиску з цифровим управлінням; - програма і методика попередніх випробувань (результатом попередніх випробувань є перелік заходів щодо результатів випробувань).

Вихідними даними цього етапу є:

    - вимоги до датчика тиску з цифровим управлінням; - план сертифікації ПЗ; - план верифікації ПЗ; - план управління конфігурацією ПЗ; - план гарантії якості ПЗ; - стандарти розробки ПЗ; - опис системи підтримки; - вимоги до ПЗ; - опис проекту ПЗ; - керівництво програміста; - лістинг вихідного коду; - процедури верифікації ПЗ; - результати верифікації ПЗ; - підсумковий висновок про ПЗ.

Роботи, що виконуються на етапі створення сертифікованого ПЗ, являють собою процеси:

    - планування створення ПЗ; - розробки ПЗ; - верифікації ПЗ; - управління конфігурацією ПЗ; - гарантії якості ПЗ.

Процес планування виконується протягом усього технологічного циклу створення ПЗ. Основна частка робіт виконується на початковому етапі цього процесу. Результатом є пакет планів і стандартів, а саме:

    - план сертифікації ПЗ; - план верифікації ПЗ; - план управління конфігурацією ПЗ; - план гарантії якості ПЗ; - стандарти розробки ПЗ; - опис системи підтримки; - керівництво програміста.

У процесі планування визначаються ключові моменти проекту, що визначають початок і закінчення робіт інших процесів. Плани верифікації, управління конфігурацією і гарантії якості ПЗ повинні містити опис як процедур, так і засобів, що забезпечують виконання цих процедур. Стандарти повинні містити вимоги, положення і рекомендації нормативних документів, державних стандартів і документів, що діють на підприємстві розроблювача.

По завершенні цього етапу проводиться аудиторська перевірка і складається "Акт аудиторської перевірки".

У процесі розробки ПЗ повинен бути отриманий програмний продукт у формі, придатній для введення в обчислювальні пристрої КСУТ.

Заходи розробки ПЗ включають наступні етапи:

    - розробка вимог до ПЗ; - розробка проекту ПЗ; - програмування (кодування); - інтеграція.

На етапі розробки ПЗ виконуються наступні роботи:

    - визначення вимог до ПЗ; - визначення принципів і способів взаємодії в загальній структурі ПЗ; - визначення структури даних; - розробка функціональних алгоритмів; - визначення структури взаємодії апаратного і програмного забезпечення й оцінка достатності ресурсів для реалізації програмного забезпечення; - розробка проекту ПЗ; - кодування обраною мовою програмування; - моделювання функціональних алгоритмів на технологічній обчислювальній машині й оцінка відповідності алгоритмів вимогам технічного завдання; - інтеграція ПЗ в єдине ціле; - інтеграція ПЗ з апаратною частиною.

Розглянемо вимоги, що пред'являються до ПЗ

Вихідними документами для виконання робіт цього етапу є:

    - план сертифікації ПЗ; - вимоги до датчика тиску з цифровим управлінням; - стандарти розробки ПЗ; - керівництво програміста.

Вихідним документом цього етапу є "Вимоги до ПЗ"

Після розробки "Вимог до ПЗ" проводиться оцінка відповідності вимог до ПЗ вимогам до апаратури. На підставі результатів оцінки складається "Акт відповідності вимог до апаратури вимогам до ПЗ", а також "Акт верифікації ПЗ КСУТ", оформляється таблиця відповідності документів і, при необхідності (у випадку виявлення чи невідповідності неповноти), повідомлення про недолік у встановленій формі.

Вихідними документами для розробки проекту ПЗ є:

    - вимоги до датчика тиску з цифровим управлінням; - технічне забезпечення на розробку датчика тиску з цифровим управлінням; - стандарти розробки ПЗ; - керівництво програміста.

Вихідним документом цього етапу є "Опис проекту ПЗ датчика тиску з цифровим управлінням",

Після розробки "Опису проекту ПЗ датчика тиску з цифровим управлінням" проводиться оцінка відповідності документа вимогам до ПЗ, представленим у вимогах до ПЗ датчика тиску з цифровим управлінням. На підставі результатів оцінки складається "Акт верифікації ПЗ датчика тиску з цифровим управлінням", оформляється таблиця відповідності документів і, при необхідності (у випадку виявлення чи невідповідності неповноти), повідомлення про недоліки у встановленій формі. Проводиться аудиторська перевірка, результатом якої є "Акт аудиторської перевірки про процеси створення програмного забезпечення ПЗ датчика тиску з цифровим управлінням"

Розглянемо етап програмування.

Вхідними документами для виконання робіт цього етапу є:

    - опис проекту ПЗ датчика тиску з цифровим управлінням; - керівництво програміста; - ліцензійне фірмове програмно-математичне забезпечення.

Вихідними документами цього етапу є:

    - вихідний текст програми; - об'єктний код програми, що виконується.

Розглянемо етап інтеграції апаратних і програмних засобів.

Вхідними документами для виконання робіт цього етапу є:

    - опис проекту ПЗ датчика тиску з цифровим управлінням; - вихідний текст програми; - об'єктний код програми, що виконується; - ліцензійне фірмове програмно-математичне забезпечення.

Результатом процесу інтеграції є об'єктний код програми, що виконується. Після перевірки правильності інтеграції апаратних і програмних засобів оформляється "Акт верифікації ПЗ датчика тиску з цифровим управлінням", складаються таблиці відповідності Вимог до ПЗ і лiстінгiв вихідного коду.

Процес верифікації ПЗ є супровідним процесу розробки, починаючи з розробки вимог до ПЗ і закінчуючи аналізом повноти випробовувань.

Розглянемо процес управління конфігурацією ПЗ, яке виконується протягом усього життєвого циклу виробу. План управління конфігурацією ПЗ розробляється на початковому етапі процесу планування й охоплює ПЗ, програмні технологічні й апаратні засоби підтримки, а також програмну документацію.

У "Плані управління конфігурацією ПЗ" розглядаються питання:

    - документування; - маркування компонентів програмного й апаратного забезпечення; - внесення змінювань; - обліку і реєстрації поточного стану; - контролю носіїв інформації; - аудиторських перевірок конфігурації ПЗ і засобів підтримки.

Процес гарантії якості ПЗ виконується протягом усього технологічного циклу створення ПЗ. План гарантії якості ПЗ розроблюється на початковому етапі процесу планування і містить опис:

    - заходів щодо гарантії якості; - правил і процедур при роботі з документацією і програмами: - розгляду інспекційних і аудиторських перевірок; - перевірок процедур управління конфігурацією ПЗ; - повідомлень про проблеми і заходи щодо їхнього усунення; - порядку контролю носіїв; - перевірок планів, процедур і результатів випробовувань; - процедур реєстрації.

Похожие статьи




Особливості розробки програмного забезпечення датчика тиску з цифровим блоком управління - Цифровий датчик тиску повітря у кабіні літака

Предыдущая | Следующая