Analisi e studio di un processo di sviluppo di sistemi safety

Facoltà di Ingegneria
Corso di Studi in Ingegneria Informatica
Analisi e studio di un processo di sviluppo di sistemi
safety-critical conformi allo standard RTCA DO-178B
tesi di laurea
Analisi e studio di un processo di sviluppo di sistemi
safety-critical conformi allo standard RTCA DO-178B
Anno Accademico 2007/2008
relatore
Ch.mo prof. Domenico Cotroneo
correlatore aziendale
Ing. Christian Di Biagio
candidato
Giuseppe Trincia
Matr. 41/3804
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safety-critical conformi allo standard RTCA DO-178B
Contesto
 La tesi nasce dall’esigenza della azienda MBDA ITALIA di rendere
certificabile il sistema operativo Finmeccanica Linux:
 Utilizzo di software esistente: utilizzo di componenti “Commercial
Off the Shelf component” (COTS) anche in aziende che sviluppano
sistemi safety-critical.
 Obiettivo: realizzazione del sistema operativo FNM Linux
 COTS: componenti hardware o software disponibili sul mercato
acquistabili da aziende di sviluppo interessate ad utilizzarli nei loro
progetti.
 Vantaggi dell’adozione dei COTS:
 riduzione dei tempi di sviluppo
 riduzione dei costi di sviluppo
 Svantaggi:
 revisioni per le certificazioni di safety
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safety-critical conformi allo standard RTCA DO-178B
Obiettivo del lavoro di tesi
 Sviluppo di un nuovo plug-in del TopCased Quality Process del
progetto TOPCASED
Creazione
di
uno
strumento
software che fornisca linee guida
per lo sviluppo di software per
sistemi safety-critical che sia
certificabile secondo le direttive
dello standard RTCA DO-178B
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Sistemi safety-critical
 Definizione: Un sistema si dice safety-critical se un suo “failure” può causare danni fisici a
persone o all’ambiente circostante.
• Richiede requisiti altamente stringenti di qualità e affidabilità.
 Safety: ”L’aspettativa che un certo sistema non comporti, in certe specifiche condizioni, rischi
per la vita dell’uomo e dell’ambiente”
 System Safety Engineering: Disciplina la safety. Gli stati
rischiosi vengono identificati, tracciati, valutati ed eliminati.
 Safety Risk Management: Individua gli “hazard”, ne valuta la
gravità e la probabilità di occorrenza.
 Classificazione della gravità dei rischi
Classificazione della probabilità di occorrenza dei rischi
Definizione delle classi di rischio
 Software Safety Engineering: viene implementata dal SSWG
“System Safety Working Group” che include figure professionali
le cui visioni del problema, sommate, riescono a considerare tutti
gli aspetti della safety.
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RTCA DO-178B
 ” Software Consideration in Airborne Systems and Equipment Certification”
 Nasce dall’esigenza dell’industria aeronautica di avere una guida per la produzione di
software per sistemi ed apparecchiature di bordo il cui funzionamento abbia un livello di
safety conforme con i requisiti di aeronavigabilità
 System Safety Assesement Process:
determina e categorizza le condizioni di
malfunzionamento del sistema.
 Designated Engineering Representatives:
ingegneri esperti in avionica che controllano
on-site la qualità dello sviluppo del progetto.
Software Life Cycle Process:
Software Plannig Process
Software Development Processes
•Software Requirements Process
•Software Design Process
•Software Coding Process
•Integration Process
Integral Processes
•Software Verification Process
•Software Configuration Management
Process
•Software Quality Assurance Process
•Certification Liaison Process
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TOPCASED
 ” Toolkit in OPen source for Critical Application & SystEms Development”
 Progetto Open Source per fornire strumenti di sviluppo per sistemi aerospaziali critici
 Partners: Airbus, università, istituti di ricerca
 E’ incentrato sugli strumenti di modellizzazione
 Copre l’intero processo di sviluppo del sistema
 Fa riferimento al modello di sviluppo a “V”
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TOPCASED Quality Process
 TOPCASED Quality Process, obiettivi:
 Linee guida per la sequenza di operazioni da effettuare
 Conforme agli standard: DO-178B, ECSS, IEC 61508, IIO
26262
 Open Source con alto livello di qualità
 Insieme di pagine HTML che
guidano i team di sviluppo
durante il processo di
generazione del software
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Un nuovo plug-in di TQP 1/5
 Guida nella realizzazione di software certificabile per lo standard DO-178B
 Lo sviluppo software secondo TOPCASED Quality Process non è compatibile con le
esigenze MBDA.
 TQP non è, in realtà, conforme allo standard DO-178B



Differenze nella nomenclatura e tipologia dei documenti da produrre per la certificabilità
TOPCASED e vincolato ad un modello di sviluppo a “V”
Il DO-178B non richiede uno specifico modello
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Un nuovo plug-in di TQP 2/5
Livello software:
 Sviluppato per il livello software D del DO-178B
 TOPCASED Quality Process:
 Solo per la sezione Lyfe Cycle
 Per software nuovo
 Per Previously Developed Software
 340 pagine HTML
Architettura pagine a livelli logici:
 Livello fase
 Livello processo
Livello attività
Livello prodotto
 Più pagine concettualmente consecutive,
possono trovarsi allo stesso livello
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Un nuovo plug-in di TQP 3/5
 Ogni elemento “concettuale” ha
una struttura composta
 E’ costituito da quattro pagine:
 Description
 Work Breakdowm Structure
Team Allocation
Work Product Usage
 Pagine descrittive per
i documenti
 Pagine descrittive per
le figure professionali
 Work Breakdown Structure
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Un nuovo plug-in di TQP 4/5
 Work Breakdown Element
 Description
 Work Product Usage
 Team Allocation
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Un nuovo plug-in di TQP 5/5
 Pagina descrittiva DER
 Pagina descrittiva PSAC
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Conclusioni e sviluppi futuri
 Nuovo plug-in per TOPCASED Quality Process
 Certificabilità di livello software D per il DO-178B
 Linee guida per gli sviluppatori
 Contributo all’attività di ricerca della MBDA per FNM Linux
 MBDA ha poi contribuito con la positiva valutazione del lavoro svolto
 Sviluppi futuri
 Certificabilità per tutti i livelli software
 Sviluppo per le sezioni Roles, Disciplines,Work Product di TQP
 Integrazione con TOPCASED
 Agganciare la parte di analisi ai diagrammi UML
 Requisiti a tramway
Design al SYS ML
 Rendere TOPCASED certificabile “anche” secondo il DO-178B