СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА 2011-7

Всё чаще экономическая оправдан ная (по ценам и времени разработки) работа на рынке специализированных подсистем оказывается невозможной без опоры на широкий круг стандарт ных COTS продуктов, адаптируемых к специальным требованиям заказчиков. Но не каждый «коммерческий» про дукт может быть приспособлен к ответственным применениям, даже в качестве прототипа. В таких случаях наилучшей стратегией является разра ботка изделия, изначально ориенти рованного на учёт требований по со хранению работоспособности в жёст ких условиях эксплуатации. Широкий спектр приложений для компьютерного оборудования (про мышленная автоматика, медицинское приборостроение, бортовая электро ника на транспорте) определяет боль шой разброс конструктивных и функ циональных возможностей специа лизированных компьютеров. В этом случае под COTS подразумевается под ход, позволяющий совместить гиб кость заказной разработки с экономи ей временных и финансовых ресур сов, характерных для использования стандартного продукта, и добиться уровня качества, присущего серийной продукции. Технологии, разрабатыва емые в рамках подобного подхода, как правило, становятся стандартными. Практика показывает, что источни комCOTS продуктов, приспособленных для военных приложений, в большей степениявляетсяобъединённыйпотен циал специализированных промыш ленных, а не потребительских рынков. Сам по себе рынок военных приложе нийне является ёмкимдляпроизводите лейкомпонентов встраиваемых систем, –нарынкепромышленныхизделийбо лее привлекательные объёмыпоставок. Но сегменты рынка электроники для промышленного, торгового, медицинс кого и измерительного оборудования являются весьма близкими по требова ниямкдлительностижизненногоцикла и надёжности оборудования. COTS В СФЕРЕ ПРОГРАММНЫХ РАЗРАБОТОК Проблемы многих военных проектов часто связаны с программным обеспе чением. Ихпреодоление возможносис пользованиемCOTS технологийпрогра ммных разработок в гражданской сфе ре, в томчисле, в автомобилестроениии гражданской авиации. Программные продукты в этих отраслях создаются на основестрогихстандартовкачестваведе нияпроектовиразработок. Дляавиации онисформулированыв такихруководя щих документах, как стандарт DO 178 (B и C) и рекомендации RSC (Reusable Software Components, повторно исполь зуемое программное обеспечение). Стандарт DO 178 определяет пять уровней катастрофических послед ствий отказа в случае его возникнове ния – катастрофические, опасные/тя жёлые, значительные, незначительные и «без последствий» – и соответствую щие этим последствиям уровни гаран тированной безопасности A, B, C, Dи E, которым программное обеспечение должно соответствовать. Программное обеспечение с более высоким уровнем критичности разра батывается в рамках болеежёстких тре бований к процессу разработки. Стои мость его разработки и сертификации выше, чем в случае приложения, соот ветствующего меньшему уровню кри тичности. Сертификация ПО, которое должно отвечать требованиям уровня A, в 5–10 раз дороже, чем разработка и сертификация ПО, которое должно со ответствовать уровням D или E. Такая разница в стоимости заставляет кри тически относиться к отнесениюПО к тому илииному уровнюи не повышать его без реальной потребности. В целом стандарт DO 178 задаёт на правление сертификации приложения на основе тестирования заявленных ха рактеристик, иосновнаямасса тестовиз набора сертификационных процедур создаётся для проверки формально до кументированныххарактеристикПО.Но в некоторых ситуациях предусматрива ется возможность проведения испыта ний для проверки работы конкретного фрагментакода. Врезультатеиспытаний должнобытьполностьюпроверенообес печениевсехзаявленныххарактеристик идостигнут заданныйуровеньструктур ного покрытия (полноты охвата теста мифункциональныхвозможностейобъ ектасертификации), соразмерныйуров нюкритичностиприложения. Например, присертификациина уро вень C соответствие каждой функцио нальной характеристики заявленному значениюдолжно быть проверено хотя бы однократно. Как следствие, каждый «проход» к проявлению этой характе ристики по коду приложения должен покрываться одним тестовым испыта нием. Сертификация на соответствие требованиям уровней A и B требует создания более сложной системы покрытия тестами, которая позволяет контролировать результат проявления каждого ветвления в программе или «принятия решения» приложением. Получение комплекта сертификаци онных документов для программного продукта в авиации является далеко не тривиальной задачей. Например, ком плект сертификационных (DO 178B) документовдляоперационнойсистемы реальноговременикомпанииWindRiver VxWorks 653, разработанной с учётом требований стандарта ARINC 653, вклю чает более 65 000 файлов (уровень A). В то же время из нескольких сотен ОСРВ, присутствующих на рынке, могут быть сертифицированы лишь единицы – та ковы результаты изучения рынка ОСРВ организациейOpen License Society, про ведённого для Европейского космичес кого агентства. Наиболее распростра нённой причиной является отсутствие полной технической документации. Выполнение рекомендаций RSC тре бует ещё больших усилий, чемсертифи кационные испытания на соответствие требованиям стандартаDO 178. Однако этиусилияокупаютсявозможностьюис пользования полученных документов присертификацииновогоприложения, использующеготожеПОвавионикедру гого воздушного судна. Производитель, однаждывложившийсявсертификацию приложения и получивший все необхо димые документы о положительных ре зультатах испытаний и сертификат, мо жет внедрять это программное обеспе чение и/или аппаратно программный комплекс с меньшими затратами. Весьма сложной задачей оказывает ся интеграция на единой платформе программных приложений. Чтобы ре шить возникающих проблемы, был разработан стандарт DO 297 IMA De velopment Guidelines and Certification Considerations (Руководство по разра ботке интегрированных модульных систем и их сертификации). В нём описано распределение ролей между создателями программных приложе ний, поставщиками аппаратных плат форм и системными интеграторами в процессе интеграции нескольких при ложений на одном процессоре. З АКЛЮЧЕНИЕ Вряд ли можно рассчитывать на по требительский рынок как на источник COTS продуктовдляответственныхпри ложенийсдлительнымжизненнымцик лом. Скорее, этополигондля тестирова ния инновационных процессорных СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ 20 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 7 2011 © СТА-ПРЕСС