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面向适航标准的基于模型的嵌入式软件开发方法
hiraintech | 2019-01-07 11:46:56    阅读:211   发布文章

概述

        随着对航空航天系统的安全性、可靠性、实时性及可操作性等方面的要求越来越高,需要快速开发出安全可靠的嵌入式软件,但传统手工开发代码的方法已很难满足这些需求。润科通用提供基于模型的嵌入式软件设计开发方法可以解决这些问题。


基本问题

        针对基于模型的嵌入式开发流程,特别是在面向适航DO178C/DO331等高可靠行业规范的嵌入式软件生命周期中,经常遇到如下问题:

• 模型/代码如何开发?
        需要考虑模型和需求的追溯,如何协同开发,模型的重复使用,模型维护以及集成等问题,考虑模型的评审,考虑模型模块的使用限制,模型代码生成的安全性限制问题;以及从模型转换为嵌入式代码,需要考虑如何保证模型及生成代码的一致性、高效性、可追溯性及可靠性等问题

• 模型/代码如何验证?
        从需求到模型以及代码,测试完备性难度加大,系统功能是否满足需求所定义的期望值,系统功能是否违反需求;测试用例是否充分,模型转换成代码,功能是否等效

• 模型如何快速部署目标平台?
        如何降低算法工程师对目标硬件平台的学习成本,算法模型如何高效可靠的快速部署到包括DSP、ARM、PowerPC、FPGA、GPU等嵌入式平台的方法


解决方案

        如何针对适航标准DO-178C/DO-331等,探索基于模型的开发与验证方法,依托于多年的工程服务经验,润科通用主要考虑了如下基于模型的嵌入式软件开发技术:


基于模型开发的DO331目标考虑(部分)


• 集成规范的应用开发环境
        规范化建模与自动代码生成、模型的追溯性、模型评审、模型自动检查等过程和技术

        模型形成统一的风格,增强可读性;进行协同开发时,使模型易于维护、变更、复用、可裁剪等;这样在代码生成上,从根源进行代码质量和安全性的优化限制

        代码规范可靠,可读性高,通过模型约束以及代码生成器配置等,同步提高自动生成代码的质量,同时通过代码的静态检查技术,生成代码的质量



• 持续的测试验证方法
        主要涉及模型/代码静态测试、模型测试、代码一致性测试、测试覆盖率等过程和技术

        对于开发过程中的持续验证,为符合DO178等行业标准,需在模型端,模型到生成代码端,以及部署到实际的仿真平台中,进行持续的测试。应对于不同的测试环境,我们期望实现模型在环测试,代码在环测试,处理器在环测试以及硬件在环测试的测试用例最大程度复用,降低成本,节省时间,为软件开发生命周期做效率提升

        以动态测试为例,润科通用提供一体化的模型、代码验证平台Mx-Suite,应用于整个基于模型的嵌入式软件测试过程中,如下图所示:



• 快速的部署方法—MBDS
        嵌入式敏捷开发平台,一键式部署,同时融合MBDS的一体化性能测试

        嵌入式快速部署方式,通常算法工程师对硬件部署环节技术欠缺,导致无法顺利完成有效部署,润科通用自主研发基于模型的嵌入式敏捷开发平台(MBDS,Model Based Development Suite)解决方案,专注于解决算法工程师与“嵌入式芯片”的隔阂

        MBDS嵌入式快速部署平台,不需要算法设计人员熟悉CCS、WindRiver WorkBench、Vivado、NSight等集成开发环境及掌握C、CUDA及HDL等开发语言,即可进行算法在嵌入目标平台上的快速验证,算法设计人员从繁琐的底层嵌入式软硬件环境中解脱出来,聚焦于算法本身研究,提升产品性能和开发效率

        MBDS平台包当前可支持包括多核DSP、PowerPC、FPGA、GPU等同构或异构的嵌入式平台



咨询服务

• MBD 流程定制:针对客户现有开发流程,定制化适合客户实际情况的 MBD 过程、方法及工具
• MBD 自动化工具开发:自动化规范检查定制、自动化测试流程定制、代码测试工具集成定制、报告生成模板定制、代码生成模板定制等,通过自动化流程定制,尽可能减少设计人员的额外工作量
• MBD 相关培训:图形化建模培训、模型自动生成代码培训、模型测试和验证培训
• MBDS—嵌入式快速部署平台:针对DSP、PowerPC、FPGA、GPU等同构或异构的嵌入式平台,提供开发硬件支持包,可实现模型一键生成代码、编译、链接、下载到嵌入式硬件板卡



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