Theoriefragen

Gesetzliche Anerkennung der Zertifikationsbehörden, dass Produkt, Dienstleistung, Organisation oder Person die Anforderungen einhalten

Means of Compliance

Methoden um Einhaltung der Anforderungen zu zeigen

• Compliance Statement

• Design Review

• Mathematische Berechnung

• Safety Assessment

• Labortest

• Test am Flugzeug

• Flugtest

• Simulation

• Type Certification (TC) Prozess

• Supplemental Type Certification (STC)

• Part Manufacture Approval (PMA)

• Technical Standard Order (TSO)

Type Certification (TC) Prozess:

• Flugzeughersteller

• Zertifizierung neuer Flugzeugtypen oder signifikanter Änderungen

Bspw: A350, A380, etc.

Supplemental Type Certification (STC):

• Flugzeughersteller

• Systemupgrades

• Neue Fähigkeiten

• Nur für kleine Änderungen

Bspw: Neue Rechnersysteme

Fly-by-wire upgrade ist bspw TC

Part Manufacture Approval:

• Teilehersteller

• Für Teile die innerhalb eines STC hergestellt werden

Bspw: Schrauben, Kleinteile

Technical Standard Order (TSO):

• Standard-Teile

• Vorquali unabhängig vom Flugzeug

• Vereinfachung der STC oder TC

Bspw: Garmin 1000 Avioniksuite, IMA

Design Organisation Approval

• Voraussetzung für TC, STC, TSO

• Genehmigung als Entwicklungsbetrieb

Production Organisation Approval

• Voraussetzung für TC, STC, TSO

• Genehmigung als Herstellungsbetrieb

Commercial off the shelf

• Müssen zertifiziert werden

• Compliance muss gezeigt werden

• Nur in gewissen Bereichen einsetzbar

Ja

TSO ist nur eine Vorqualifikation des Produkts

Design Assurance Level

• Bestimmt die Prozesse in der Entwicklung

• Testing, Unabhängigkeiten, etc.

Failure Modes and Effects Analysis

• Fehlermodi und deren Wahrscheinlichkeiten werden nach ihren Effekten auf System oder A/C bewertet

• Sicherheit des gesamten Systems überprüfen

• Vorläufige Überprüfung der Sicherheit eines Systems

• Vor der Entwicklung

• Definition von safey requirements

Functional Hazard Assessment

• Bewertung von Fehlerkonditionen aufgrund ihrer Effekte auf System oder A/C

Abschätzung von:

• Kosten

• Aufwand

• Methoden

In Entwicklung Produktion und Verifikation

Inputs:

• Requirements

• Projektplan

Output: PSAC

Plan for Software Aspects of Certification

• Systemübersicht

• Softwareübersicht

• Zertikationsüberlegungen

• Lebenszyklus

• Zeitplan

Software Development Plan

• referenzierte Standards

• Methoden

• Programmiersprachen

• Tools, Compiler, Loader

• Hardwareplattformen

Kann im PSAC inkludiert sein

+

• Wasserfall

• V-Modell

• Iterativ

• Spiralmodell

• Scrum

Sequentielle Kaskade der Entwicklungsschritte

• Kleine bis mittlere Projekte

• Statische Anforderungen (-)

• Für strikte Zeitpläne und Budgets (+)

• Wenn viele Regularien einzuhalten (+)

Sequentielles Modell mit begleitender Validierung und Verifikation

• Sicherstellung von Qualität (+)

• Teuer und aufwändig (-)

• statische Anforderungen (+)

Iteratives Modell mit Fokus auf Risikoanalyse

• Für unklare Anforderungen (+)

• Für komplexe Problemstellungen (+)

• Keine Trennung zwischen Entwicklung und Wartung (-)

Entwicklung des Projektes in Teilschritten

• Spezifikation, Entwicklung und Integration von Teilprojekten

• Zusammenfügen in Inkrementen

Keines, aber Auswahlkriterien:

• Systmkomplexität

• Stabilität der Anforderungen

• Re-use

• …

Anhäufung von Problemen und Verzögerungen durch einzelne Integrationsphasen (Bspw. Wasserfallmodell)

Besser iteratives Vorgehen mit mehreren kleinen Integrationsphasen

Ja, aber mit Einschränkungen, bspw. keine Vererbung erlaubt

Software Quality Assurance Plan

• Qualitätssicherungsmaßnahmen

• Problem reporting

• Zuständigkeiten

Definiert die Regeln und Rahmenbedigungen für den Entwicklungsprozess

• Coding Standards

• Anforderungsstandards

• Entwicklungsstandards

Konfigurationsmanagement üben den Lebenszyklus

• Nachverfolgbarkeit

• Problem reporting

• Change control

Spezifikation was ein System tut ohne zu spezifizieren wie.

• Unmissverständlich

• Verifizierbar

• Notwendig

• Möglich

• Konsistent

• …

• High/Low Level

• Functional

• Performance

• Safety

• Derived

Nicht nachverfolgbare Requirements, bspw. aufgrund von Annahmen

Nachverfolgbarkeit

System Req. <—> High Level Req.

High Level Req. <—> Low Level Req.

Low Level Req. <—> Source Code

Forward —>

Backward <—

Input:

• Design Standards

• High Level Requirements

• PSAC

Output:

• SDD

• Architektur

• Low Level Requirements

• Funktionsallokation zu requirements

• Funktion einzelner Komponenten / Module

• Datenströme in / aus Modulen

• Designmethoden

• Partitionierung

• Naming conventions

• Designmethoden

• Komplexitätsbeschränkungen

• Programmstruktur

• Architektur

• Datenfluss

• Kontrollfluss

• Ein/Ausgabe

• Scheduling

• Interrupts

• Datenstrukturen

• Speichermanagement

Input:

• Design Description

• Coding Standards

• PSAC

Output:

• Source Code

• Korrekte Implementation der Low Level Requirements

• Nachverfolgbar

• Verifizierbar

• Konsistent

• Konform zu Coding Standards

• Rückverfolgbar auf die Design Description

Teilmenge einer Programmiersprache, die sichere und gut verstandene Funktionen enthält

Bspw. MISRA C

• kein goto

• jedes case wird mit break; verlassen

• jede Funktion hat einen Ausgang

• keine Pointer-Arithmetik

• 
  

Direkte Modifikation des ausführbaren Objektcodes

Gefahr Nachverfolgbarkeit zu verlieren

Dead code:

• kann nicht ausgeführt werden (Designfehler)

• nicht nachverfolgbar

• schwer zu testen

Deactivated code:

• Absichtlich deaktiviert

• Umgang damit ist definiert

• Nachverfolgbar

Technical Reviews

Review bei dem gemeinsam der Source Code durchgegangen wird und auf Korrektheit überprüft wird

• Überprüfungstools, die Fehler finden, ohne dass der Code ausgeführt werden muss

• Semantikbasiert bspw. Speicherverletzung, race conditions

• Vorgeschrieben nach DO178C

Ziel: Auffinden von Fehlern

Methoden:

• Tests

• Reviews

• Analysen

Input:

• Requirements

• Architektur

• Source Code

• Object Code

• Verification plan

• PSAC

Output:

• Verifikationsprozeduren

• Verifikationergebnisse

HW/SW integration testing

• Korrekte Funktionalität auf target computer

Software integration testing:

• Data/control flow zwischen SW Modulen

Low Level Testing:

• Low Level Requirements

• Unit tests

• Erfüllung der Requirements

• Sicherstellung dass kritische Fehler gefunden wurden

Normal Range:

• nominale inputs

• Zeitverhalten

• Performance

Abnormal range (Robustness):

• abnormale, fehlerhafte inputs

• overflows

• nicht erlaubte Fälle testen

• Schnittstellenfehler

• Interrupthandling Fehler

• Datenkorruption

Wenn HW/SW Integration testing abgeschlossen sind

Top down

Bottom up

Sandwich

Requirements based test coverage:

• Wurde jedes Requirement erfüllt?

Structural coverage:

• Wurde der gesamte Code getestet?

Statement coverage:

• Alle Anweisungen wurden aufgerufen

Decision coverage:

• Jede verzweigung wurde in allen möglichen Pfaden durchlaufen

Modified decision condition coverage (MCDC):

• Jede bedingung wurde überprüft

• Jede verzweigung wurde in allen Pfaden durchlaufen

• Es wurde gezeigt, dass jede Bedingung die Verzweigung unabhängig beinflusst

Data Coupling:

• Module nutzen geteilte Daten

Control Coupling:

• Module beeinflussen gegenseitigen control flow

• dead code wird gefunden

• ungetesteter Code wird erkannt

• testen der Testprozeduren