Лекция 8. Технология и инстумент. средства поддержки жизн. цикла ПО встроен. ИУС РВ (Лекции 2014-2015)

ЛабораторияВычислительныхКомплексовВстроенные информационно-управляющиесистемы реального времениЛекция 5:Технология и инструментальные средстваподдержки жизненного цикла ПОвстроенных ИУС РВКафедра АСВК,Лаборатория Вычислительных КомплексовБалашов В.В.РАЗРАБОТКА ПО ИУС РВ –ТЕХНОЛОГИЧЕСКИ ИОРГАНИЗАЦИОННО СЛОЖНЫЙПРОЦЕССНа примере разработки бортовых ИУС РВ2План докладаСпецифика бортовых ВСЖизненный цикл бортового ПОИнструментальные средства разработкибортового ПОТехнологическая цепочка средств разработкибортового ПОСтенды отработки бортовых ВС3План докладаСпецифика бортовых ВСЖизненный цикл бортового ПОИнструментальные средства разработкибортового ПОТехнологическая цепочка средств разработкибортового ПОСтенды отработки бортовых ВС4Комплекс бортового оборудованияОСОуправление и контрольдвигателей, САУсложнаяКБИнеоднороднаясреда передачи данныхБРЭОсистемы навигации исвязи, РЛСмежду компонентамиКБОраспределённаявычислительная системаИВСинформационновычислительнаясистемаИУПсредства отображенияинформации, органыуправленияРасположение элементов бортовогооборудованияСпецифика бортовых ИУС РВВысокая сложностьФункционирование в реальном времениТребованияВычисленияИнформационный обменФункциональностьНадёжностьРеальное время разнообразиеКритичностьНеоднородностьКаналы: точка-точка, шина, коммутатор; 12 kbps, 1 Mbps, 1 GbpsУстройства: датчики, индикаторы, вычислители, органыуправления, исполнительные устройстваДанные: аналоговые, цифровые; числовые массивы, видеопотокиБортовые ИУС РВ и их ПО требуют систематическогоподхода к проектированию, реализации и тестированию7Бортовые устройства8Бортовая ИУС РВ – сложная система9План докладаСпецифика бортовых ВСЖизненный цикл бортового ПОИнструментальные средства разработкибортового ПОТехнологическая цепочка средств разработкибортового ПОСтенды отработки бортовых ВС10Жизненный цикл бортового ПОИнформационноесопряжениеТестирование,интеграция,отработка– тестирование на каждом уровнеПроцессы ЖЦ по стандарту DO-178BSoftware Considerations in Airborne Systems and EquipmentПроцесс планирования и управления проектомПроцесс разработки ПОРазработка требованийПроектированиеКодирование, отладка и интеграцияИнтегральные процессыУправление конфигурациейВерификацияОбеспечение качестваСертификационное взаимодействиеВлияние на состав фаз ЖЦ12Активностипо фазамЖЦ ПО13Соотношение фаз и процессов ЖЦ ПО14План докладаСпецифика бортовых ВСЖизненный цикл бортового ПОИнструментальные средства разработкибортового ПОТехнологическая цепочка средств разработкибортового ПОСтенды отработки бортовых ВС15Средства поддержки разработкитребованийФункциональность бортового ПО описывается десяткамитысяч требований (системных; собственно к ПО)Необходимая функциональность:создание и хранение требований, отслеживание историисвязывание требований с версиями документов и ПОпрослеживаемость требований на:Низкоуровневые требованияФормальные спецификацииКодТестыПримеры средств: IBM DOORS, Borland CaliberRM,SyBase PowerDesigner16Примеры требований кподсистеме ИУС РВВстроенная самопроверка БЦВМBCS.INIT.SELFПосле включения питания БЦВМ должна выполнять начальную встроеннуюсамопроверку.

Взаимодействие по каналам КБИ при этом не выполняется.Продолжительность встроенной самопроверки не менее 2 сек. и не более 8 сек.По результатам встроенной проверки зажигается светодиод исправности БЦВМ.Контроль МКИОBCS.INIT.MILSПосле встроенной самопроверки БЦВМ должна выполнять контроль обменов поМКИО:- передачу групповой команды "Установить ОУ в исходное состояние";- передачу групповой команды "Начать самоконтроль ОУ";- опрос векторного слова самоконтроля у абонентов МКИО;Продолжительность встроенной самопроверки не более 3 сек.Включение режима 'Тест'BCS.SKV.TEST.STARTНе позднее, чем через 10 сек. после включения питания БЦВМ должна перевестиСКВ в режим 'Тест'.Продолжительность режима 'Тест'BCS.SKV.TEST.DELAYПродолжительность режима 'Тест' СКВ должна быть не менее 2 сек.17Средства версионного/конфигурационного контроляПри разработке ПО формируется множество документов,группируемых в версииВерсия = вся совокупность документовТребования, спецификации, код, тесты,…Часть конфигурации бортаНеобходимая функциональность:Промежуточные («инженерные») версииОфициальные версииВерсионирование совокупности документов (в т.ч.

атомарностьизменений)Поддержка ветвей историиПоддержка групповой разработки, в т.ч. разграничения доступаОбновление документов в реальном времениПримеры: CVS, Subversion, git, IBM ClearCaseДерево версий19Средства отслеживания проблем иизмененийВ процессе разработки ПО:Необходимая функциональность:Дефекты и ошибки: зарегистрированы, проанализированы иустраненыИзменения: зарегистрированы, утверждены и реализованыПоддержка структуры продукта и процессаНастраиваемый формат сообщения о проблемеНастраиваемый ЖЦ сообщения, поддержка согласованияПоддержка групповой разработки, втч разграничения доступаИнтеграция со средствами управления версиямиПримеры: Bugzilla, Trac, IBM ClearQuestЖизненныйциклсообщенияо проблеме21Средства поддержки сопряженияподсистем ПОСредства автоматизации проектирования бортовыхинтерфейсовБалансировка загрузки каналовФормирование набора сообщенийПостроение расписаний обмена(канал с централизованным управлением)Построение системы виртуальных каналов(сеть на основе коммутаторов)Средства автоматизации интеграции ПОИспользование унифицированных структурных компонентов ПОПо управлению: расписание выполнения СКПОПо данным:БД информационных связей СКПОАвтоматическое формирование описания интерфейсов ПО (буфера, каналы,сообщения) для конфигурирования ОСРВСхема БДинформационныхсвязей23Средства автоматизации проектированияиндикационных форматовИндикационный формат =набор графических элементов + правила поведенияНеобходимая функциональность:Редактирование в графической форме, WYSIWYGПоддержка библиотеки элементовПоддержка автономного тестированияГенерация кода в формате для целевого устройстваПримеры: SCADE Display, VAPS, САПР ИФ25Средства проектирования алгоритмовАлгоритмы бортового ПО хорошо формализуютсяПроектирование/описание на формальном уровнепозволяет формализовать проверку алгоритмаНеобходимая функциональность:Потоковая обработка данныхКонечный автоматПоддержка обоих видов формального представленияГрафическое описаниеТестирование и пошаговая отладка на уровне моделиВерификация на основе формальных методовСертифицированный кодогенераторПримеры: Telelogic Rhapsody, SCADE Suite, SimulinkДиаграмма SCADE27Технологический комплексразработки программПоддержка целевой ОС и аппаратной архитектурыПоддержка редактирования/компиляции/компоновкипрограммПоддержка отладкиВ среде инструментального ПКВ среде эмулятора целевой системыНа целевой системеПоддержка отладки в реальном времениМониторинг внешних каналов связиМониторинг внутренних данных программыМониторинг системных шин БЦВМОтладка ПО ИУС РВ на реальномблокеРПМТехнологическиеинтерфейсы: RS-232,Ethernet, USB(host)Блоки ИУСБлокИУС(target)ИнструментальноеПО для загрузки,отладки,отображения иуправленияЦелевое ПОВнешниеинтерфейсыИмитаторыблоков ИУС(средствастенда ПНМ)ИнструментальноеПО для имитации имониторингаАРМАнализаторы шин VME/PCIVME,PCI,и т.д.ПлатаДоп.входыEthernet,USB,LPTПК x86ПОотображения иуправленияИнструментальные средства анализа:•Silicon Control Inc•Curtiss-Wright Electronics systems /VMETRO•LeCroy Inc•Tektronix Inc•Гранит-ВТАнализатор шины VME:таблица обменовАнализатор шины VME:временная диаграммаАнализатор канала MIL STD-1553B33Средства поддержки верификации итестирования бортового ПОТестирование на целевой платформеМногоэтапное тестированиеСопровождение интеграции подсистем КБОНеобходимая функциональность:Недопустимость инструментированияТестирование через каналы бортовых интерфейсовТестирование требований реального времениИнтерактивное тестирование индикационных форматовПоддержка стандартов бортовых интерфейсовМногомашинные конфигурацииВыполнение тестов в реальном времениАвтоматическое и интерактивное тестированиеПакетный режимФормирование отчётов, прослеживаемость требованийПримеры средств: Rational Test RealTime, VectorCast,средства разработки ЛВКПлан докладаСпецифика бортовых ВСЖизненный цикл бортового ПОИнструментальные средства разработкибортового ПОТехнологическая цепочка средств разработкибортового ПОСтенды отработки бортовых ВС35Принцип построениятехнологической цепочкиСквозная поддержка ЖЦ, включая активности навсех фазахСопряжение «вход-выход» с обеспечениемсовместимости форматов данныхОсобое внимание на переходы между фазамиТребуется фиксация выходных артефактов36ЛогикаDOORSСАПРИФSCADEСТИDOORSExcelОписание КТDOORSExcelSCADEПланировщикзадачОППОDOORSПроектированиесистемы ИУСРазработкатребованийСредствастендаБДПИВСозданиедизайна ПОBugzillaClearCaseСТПОСАПРИнтерфейсExcelКодированиеППИИсходныйкодГенераторМКИОГенераторСАПР ИФSCADEKCGТестовыепроцедурыСредство верификации кодаСредствастендаOfficeЦепочкасредствразработкибортовогоПОПИВИсполняемыйобъектный кодРедакторсвязейbt23d-ldОтладчикbtc-gdbАнализаторМКИО/ДПК/FCТрассировщикПрограммазагрузкиверсий ПОКомпиляторbt23d-gccОтчет о КТИтоговыедокументына версиюИнтеграцияDOORSСредствастендаВерификацияВыпуск версииПлан докладаСпецифика бортовых ВСЖизненный цикл бортового ПОИнструментальные средства разработкибортового ПОТехнологическая цепочка средств разработкибортового ПОСтенды отработки бортовых ВС38Стенд комплексирования и испытаний ИУСЯзык описания моделей устройств ИУСЯзык для задания тестовых воздействий и проверяемыхусловийВыполнение функциональных тестов и моделей ИУС вреальном времениОбмен данными с устройствами ИУС через аппаратныебортовые каналыОперативное управление функциональным тестированиемАвтоматическое формирование интерфейсной части тестов поБД бортовых интерфейсовАвтоматическое формирование отчётов по тестированию,включая матрицы прослеживаемости требованийТрассируемость проверяемых требованийИнтеграция в процесс разработки ПО ИУС по ГОСТ 51904-2002и КТ-178 (DO-178)Тестирование через КБИ, без инструментирования.Блок ИУССредство оперативного управлениятестированиемСредства мониторинга и анализаобменов в бортовых каналахРешаемые задачиОперативный мониторинг информационных обменов.Регистрация информационных обменов до нескольких суток.Отображение и поддержка анализа пользователем результатоврегистрации.Выдача в канал заданной пользователем информации.ВозможностиПоддержка бортовых каналов: МКИО, ДПК, Fibre channelЗадание циклограмм информационного обменаФильтрация и поиск в результатах регистрацииРаспаковка, визуализация и оперативный анализ значенийпараметровРаспределенная работа с аппаратурой регистрацииКроссплатформенность пользовательского интерфейсаСтационарное и мобильное исполнениеПрименение стендов для тестирования,интеграции и отработки блоков ИУСЗадачи, требующие работы с натурными бортовыми устройствами:интеграция аппаратуры и ПО, отладка ПО ИУС на целевой платформе;интеграция компонентов ПО ИУС, в т.ч.

компонентов, поступающих отпредприятий-соразработчиков;интеграция подсистем ИУС, а также ИУС в целом какмногокомпонентной аппаратно-программной системы;функциональное и квалификационное тестирование ИУС;приемосдаточные испытания блоков ИУС и ИУС в целом;диагностика блоков ИУС, по которым поступили рекламации;диагностика блоков ИУС в составе объекта.43Семейство стендов отработки ИУССтенд тестирования и отладки ПО отдельного блокаИУССтенд тестирования и отладки ПО несколькихсвязанных блоков ИУССтенд комплексирования и приёмосдаточныхиспытаний ИУССтенд разработки функциональных тестов ИУССтенд серийного выпуска ИУСМобильная рабочая станция мониторинга итестированияСтендотладкиПО БЦВМСтендтестированияПО БЦВМи МФИСтенд серийного выпуска ИУСМобильная станция мониторингаПромышленныйноутбукМобильныйкоммутатор FCАдаптерыMIL STD-1553B иFibre ChannelV.