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茶稚圭邓
5 years ago
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1 模型验证流程建立的关键和实践经验 John Lee MathWorks Consulting China MAC, The MathWorks, Inc. 1

2 议程通过一个实例来回答以下问题为何要建立产品验证流程? 怎样建立产品验证流程? 结果如何? 2

3 背景一家美国的汽车零部件供应商产品 : 稳定控制系统控制算法采用基于模型设计方法, 应用层代码 100% 自动生成在原型车上完成算法开发, 软件在正在量产的控制器硬件上运行上层开发流程自下而上地开发控制算法采用仿真验证单元模块的功能使用快速原型系统进行集成测试 ( 整车测试 ) 3

4 为什么会担心? 汽车已经在路上跑了这意味着什么呢? 控制算法在所有工况下都能正常工作吗? 软件里是否有漏洞没被发现呢? 是不是所有的失效条件都被验证过呢? 控制算法是否完全按照需求实现的呢? 4

降低开发成本 each delay in the detection and correction of a design error makes it an order of magnitude more expensive to fix Where Errors Are Introduced.

5 降低开发成本 each delay in the detection and correction of a design error makes it an order of magnitude more expensive to fix Where Errors Are Introduced... and Detected 错误被引入及发现的地方 Clive Maxfield and Kuhoo Goyal EDA: Where Electronics Begins TechBites Interactive, October 1, 2001 ISBN: ] 70% 60% 50% 60% 55% 设计缺陷的发现及改正每延迟一个时间点, 修正的成本会上升一个数量级 40% 30% 20% 10% 8% 21% 15% 12% 22% 0% Spec 文档 Design 设计 Implement 实现 7% Test 测试 Detected 发现错误 Introduced 引入错误 5

6 行业标准 ISO26262 Generic safety standard 通用安全标准 Derivative standards 衍生标准 IEC EN 5012x 2001 IEC IEC IEC IEC Ed ISO/CD ISO/DIS ISO

7 快速原型 ( 非正式 )-- 正式的产品化验证流程 Is this a production level process? 8

8 原型开发 -- 产品化验证流程顶层开发流程自下而上开发算法采用仿真验证单元模块的功能存在的问题缺乏需求无法确定设计是否完整难以重用将快速原型扩展应用到集成测试 ( 实车测试 ) 系统需求系统集成及调校系统设计硬件 / 软件集成软件设计软件集成编程实现 9

9 原型开发 -- 产品化验证流程顶层开发流程存在的问题自下而上开发算法验证的基础是设计而不是需求采用仿真验证单元模块的功能不能满足 ISO 的要求将快速原型扩展应用到集成测试 ( 实车测试 ) 10

10 原型开发 -- 产品化验证流程顶层开发流程自下而上开发算法采用仿真验证单元模块的功能存在的问题需要昂贵的实车测试在车上无法测到所有可能情况基于快速原型的验证会产生难以记录的变更将快速原型扩展应用到集成测试 ( 实车测试 ) 11

11 议程通过一个实例来回答以下问题为什么建立产品验证流程如何建立产品验证流程? 12

12 公司在提高产品验证水平过程中经常遇到的共性问题纵向发展以及工具为导向的方法会浪费精力流程和工具的选择不考虑上下游工作兼容性受限于已有的建模及产品代码生产流程过分依赖硬件在环 (HIL) 和实车测试哪些设备和方法是必需的, 没有明确定义团队间的交流合作以及具体分工不明确点对点的开发流程没能完整定义 13

13 解决办法是以职能为导向可追溯性失效模式分析, 故障树分析 (FMEA, FTA) 功能测试系统工程师代码测试安全工程师稳健性测试覆盖度分析设计工程师软件工程师验证工程师 14

14 Example: 可追溯性是一个流程不是一项活动单向还是双向? 追溯深度如何定义? 谁来创建追溯? 如何使用追溯信息? 怎样维护和更新追溯信息? 工具或功能选择需求管理模型架构设计评审流程需求分解组织架构配置管理需求实现模型追踪 15

15 Verification is a process 验证也是一个流程 16

16 议程通过一个实例来回答以下问题为何要建立产品验证流程? 怎样建立产品验证流程? 结果如何 17

Non- VV (ISO26262-6) Gate review Non- VV (ISO26262-6) Subsystem Requirement VV (ISO26262-6) Optional Add more about high level project planning/tool selection.

cases G H Create system level test cases System plan Developer plan Integration plan Safety / ance requirement breakdown Unit plan System plan Trace unit level test cases and property to requirement

modeling guidelines Create Unit Level Requirements Safety Requirement ance Requirement D Create unit level test vectors and property implementation Create integration level test vectors Create plant

A,H architecture model structural analysis passed Trace architecture model to requirement Unit level models unit level testing architecture model review A unit level coverage analysis Developer plan

analysis -Overflow / Divide by zero Model functional test Software build test Software run time error analysis unit level result review A,C passed passed I I Integrate application and basic software

Functional test Software integration build test integrated run time error testing integration level back to back (equivalence) test integrated software result review A,C integration level model

17 Non- VV (ISO ) Gate review Non- VV (ISO ) Subsystem Requirement VV (ISO ) Optional Add more about high level project planning/tool selection...etc The result is this flow D E E A Create ECU software functional requirement E C Create unit level test cases and safety critical property Unit plan Integration plan Create integration level test cases G H Create system level test cases System plan Developer plan Integration plan Safety / ance requirement breakdown Unit plan System plan Trace unit level test cases and property to requirement Trace integration level test cases to requirement Trace system level test cases to requirement The flowchart shown below should be adjusted by using inputs based on objectives Create project specific modeling guidelines Create Unit Level Requirements Safety Requirement ance Requirement D Create unit level test vectors and property implementation Create integration level test vectors Create plant model F F Create HIL system Create system level test vectors Create architecture model and software build process unit level plan review A,C integration level plan review A,G system level plan review A,H architecture model structural analysis passed Trace architecture model to requirement Unit level models unit level testing architecture model review A unit level coverage analysis Developer plan passed passed Create unit level algorithm unit level back to back (equivalence) test Unit Level Developer Testing Model Structural Test -Model standards -Unreachable coverage objectives -Signal range analysis -Overflow / Divide by zero Model functional test Software build test Software run time error analysis unit level result review A,C passed passed I I Integrate application and basic software Basic software I integration level testing F Integrate unit level model into integration level model integrated build testing Collect code function coverage Integration Level Developer Testing Model Functional test Software integration build test integrated run time error testing integration level back to back (equivalence) test integrated software result review A,C integration level model result review A,G unit level model review A passed passed Trace unit level algorithm to requirement Integrated Software Package passed virtual HIL testing Integrated Software Package ECU build traceability analysis traceability analysis review HIL testing A passed Release review A Create unit level Software Description Document passed final unit level review A Software release Passed Unit level models Starting Point 出发点动作需求收集和差距分析输出差距分析报告, 建议的流程以及目标流程收益得到项目所需的目标清晰可测的需求单元级软件到需求的跟踪可追溯性分析可追溯性分析评审符合 ISO26262 的流程 18

18 Example: 开发功能模块的验证流程好处完善的验证流程会迫使工程师开发好的需求文档提供一个支持持续验证以及自动回归测试的环境提高产品的整体质量确定详细流程开发流程所需的工具流程及工具培训工具的部署实施 19

19 项目成果顶层开发流程结果采用自下而上的方法开发软件通过逆向工程获得设计需求, 然后为以后的项目开发需求管理策略采用仿真验证单元模块的功能将快速原型扩展应用到集成测试 ( 实车测试 ) 开发了一套工具, 使得开发人员利用回归测试框架非常容易的按照 ISO26262 要求测试他们的模型创建了一个集成仿真平台 20

20 Summary 总结这个例子与我们在中国看到的情况非常相似关键是要认识到原型开发流程与产品开发流程的差异提高设计信心的方法是建立一套完整的产品开发流程迈斯沃克有丰富的流程建立和工具开发经验, 为客户提供专业的技术支持及工程服务 21

21 Thank you! 谢谢! 22

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untitled IBM Software Group IBM 2006 IBM Corporation Rational Unified Process VS 2 3 RUP Proven. Practical. Flexible. 4 RUP:, Use-Case,,, (discipline) 5 (Use-case driven), 6 7 8 Rational Unified Process VS 9 Requirements