航电软件开发标准与过程研究

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1、软件开发过程论文软件开发过程论文：航电软件开发标准与过程研究摘要：随着综合模块化航空电子系统研究的深入，其软件开发标准的重要地位日益突出，ARP4754和DO-178C共同构成了综合模块化航空电子系统软件开发的新标准。从标准内容与信息流程两方面论述了标准之间的关系，同时讨论了航电软件计划过程、开发过程和综合过程的子过程、目标及活动内容，提出了过程自动化和过程省略的基本概念与方法。关键词：航电软件；计划过程；开发过程；综合过程；过程自动化；过程省略在航空航天系统中，电子系统及其软件体现出日益重要的地位，成为系统性能提升和费用控制的关键因素。研究表明，

2、现代航电系统的生命周期费用已占整个航空器的40％，而这40％中软件费用可占到85％[1]，系统软件的功能越来越强大、结构越来越复杂、成本越来越昂贵。例如F-22飞机的机载软件高达170万行代码，而F-35机载软件的规模则更是高达500万行[2]。在现代航电系统的软件研发过程中，46％预算超支，35％推迟交付，而此时软件的代码量却正以每10年超过200％的速度在增长[3]。为了有效支持航电软件的开发，国内外众多专家学者都进行了大量的研究和实践工作，提出了许多新的开发思想、技术和工具，同时也逐步形成了各种各样的标准。这些标准针对不同领域，互有相同又互为

3、借鉴、互为支持。它们共同的宗旨就是提高开发效率、降低开发费用、缩短开发周期、保证开发质量。1航电软件开发标准1.1航电系统开发的标准体系DO-178C[4]与ARP4754[5]、DO-254[6]共同构成了航电系统开发的标准体系，在该体系中，ARP4754作为顶层标准定义了高集成或复杂航空器系统的认证过程。该标准基于航空器整机的运行环境及功能考虑，定义了航空器整机功能的系统生命周期，而细节的软件、硬件设计标准则分别由DO-178C和DO-254规范。DO-178C是由RTCA（RequirementsandTechnicalConceptsfor

4、Aviation）和EUROCAE（EuropeanOrganizationfoCivilAviationElectronics）共同发布。参与撰写该标准的专家有来自航空设备的设计制造厂商，也有来自航空业界质量认证的权威机构。该标准给出了航空系统软件的开发过程，旨在确保开发的软件在功能上正确，在安全上可信，并能满足适航要求。1.2ARP4754与DO-178C之间的信息流ARP4754与DO-178C分别针对于航空系统的系统生命周期和软件生命周期，两者之间的信息流。ARP4754分配给DO-178C的信息包括：（1）分配给软件的需求；（2）各个需求

5、相应的开发保证级别，并为其描述相关的失效条件；（3）软/硬件接口描述；（4）设计约束，包括功能隔离和分区需求；（5）系统软件开发过程中的校验活动；（6）系统软件开发过程中的验证活动。经过系统生命周期将得到分配给软件的系统需求，此时开始从系统生命周期转向软件生命周期，同时指导标准从ARP4754转移到DO-178C。ARP4754和DO-178C定义了相同的开发保证级别。2航电软件生命周期过程在软件开发过程中，“目标”比“方法”更本质、更稳定。达成目标的方法会由于不同的公司而不尽相同，也会由于设计技术和设计工具的进步而发生变化，但是，需要达成的目标是

6、不会改变的。因此，DO-178C标准并不指定采用的设计方法或开发工具。相反，它强调的是一种目标导向的做法：一方面，它要求给出明确的功能和性能目标；另一方面它要求给出验证这些目标的方式；再一方面它要求给出达成目标的指标及证明[7]。在这一思想的指导下，分析DO-178C标准中所规定的软件生命周期，有三类过程特别值得注意，它们构成了软件生命周期的一条主线，即软件的计划过程、开发过程以及综合过程。2.1软件计划过程软件计划过程产生各种软件计划，用于指导软件开发过程和软件综合过程。软件计划过程的目的是：定义满足系统需求和提供与级别一致的软件生产方法；定义软

7、件生命周期，包括过程之间的内在关系、它们的顺序、反馈机制以及传输准则；确定软件生命周期环境，包括各个软件生命周期过程活动使用的方法和工具；确定与系统软件安全目标一致的软件开发标准等等。DO-178C规定了如下五个软件计划：（1）软件授权计划：所用开发方法的授权认证；（2）软件开发计划：定义软件生命周期和软件开发环境；（3）软件校验计划：定义软件校验过程满足的目标；（4）软件配置管理计划：定义软件配置管理过程满足的目标；（5）软件质量保证计划：定义软件质量保证过程满足的目标。2.2软件开发过程在软件开发过程中，DO-178C定义了如下四个软件开发过程

8、：（1）软件需求过程：该过程的输入是分配给软件的系统需求，主要输出是软件系统的高级需求（HLR）。它包含了软件的功能需求、