构建基于模型的机载软件研发平台 苏哲 2015 The MathWorks, Inc. 1
内容 基于模型的研发平台的组成及用户案例 构建研发平台的关键技术 符合高安全规范的机载软件研发平台 2
内容 基于模型的研发平台的组成及用户案例 构建研发平台的关键技术 符合高安全规范的机载软件研发平台 3
以基于模型设计为核心集成设计开发环境 项目管理 Simulink Project 需求管理 Simulink Requirements RMI DOORS Integration 知识管理 Simulink Check Model Advisor Simulink Customized Library 数据管理 Simulink Data Dictionary Simulink Data Inspector Simulink System 系统架构 硬件集成 Processor In Loop Hardware In Loop 配置管理 报告生成 MATLAB Report Generator Simulink Report Generator System Composer XML In/Out Simulink Project SVN/CC Integration 4
基于模型的项目开发平台组成 平台 基于模型设计工作平台 MATLAB/Simulink 客制化及自动化应用程序 MATLAB/APP 工具 模型设计 Simulink/ Stateflow 模型验证 SLVNV/ SLDV/STM 代码生成 Embedded Coder 代码验证 SLCI/ Polyspace 实时测试 Simulink Realtime 基于模型的项目管理 Simulink Project 基于模型的文档管理 Report Generator 基于模型的行业认证 DO Qualification Kit IEC Certification Kit 流程 基于模型的设计流程 MBD Process 5
NASA: 使用基于模型的设计加快 NASA GN&C 算法开发 为新方法奠定基础 制定建模标准, 构建风格一致的模型, 高效协作 开发和集成 GN&C 算法 整个模型由一百多个 Simulink 库模块和组件构成 使用 Embedded Coder 生成代码 开创先河 此 GN&C 项目在许多方面为 NASA 开辟了新道路 6
西安飞行自动控制研究所 : 基于模型设计在机载安全关键领域中的应用 构建基于模型设计研发平台的关键技术 基于模型设计在实际项目中的应用 7
内容 基于模型的研发平台的组成及用户案例 构建研发平台的关键技术 符合高安全规范的机载软件研发平台 8
构建研发平台的关键技术 构建模型库 定制建模规范 规范设计流程 9
模型库 基础库 算法模型库 本体 / 环境模型库 硬件驱动模型库 10
建模规范 / 建模指南 软件模型规范 需求模型规范 对象 / 环境模型规范 已有知识的积累 11
自动化检查项 Simulink Check 配置已有检查内容 定制开发新的检查项 12
规范设计流程 模型验证开始 模型验证版本库 获取项目数据 微 流程 tpj_projectname.prj prj_starttestproject.m 打开项目文件配置测试环境 设定工作路径载入模型数据 Requirements Design Integration Acceptance 需求 解决了设计过程中的实现操作定义, 每个操作都是可执行的, 工程师可以参照它开展工作 被测模型 被测模型 被测模型 是 模型规范检查 模型缺陷检查 模型覆盖率检查 缺陷? Model Advisor 报告 Design Verifier 报告 Design Verifier 报告 需求追踪 模型设计 模型缺陷检查模型规范检查 模型功能性验证模型覆盖率验证 需求文档被测模型 需求文档 否 设计测试模型 设计测试用例 ths_model_xxx.mdl tcs_model_xxx.xlsx Code 需求追踪 代码生成 模型 模型与代码结构一致性验证 目标码功能性验证代码运行时缺陷检查 tru_model_xxx.m 运行测试用例比较测试结果 覆盖率 100%? 否 是 trp_model_xxx.doc tcv_model_xxx.cvt trs_model_xxx.mat V 流程 解决了设计过程中主要环节定义, 但没有具体的实现, 工程师无法参照它开展工作 编译 源代码 可执行目标码 代码规范检查 模型与目标码功能一致性验证代码运行时缺陷检查代码覆盖率验证 问题报告 prp_model_xxx.doc tcv_model_xxx.cvt Signal Builder 否 补充测试用例 满足覆盖率要求 转换测试用例设定期望值 结果 100% 是 提交全部测试文件 下一个模型? 是 Signal Builder tcs_model_xxx.xlsx tcs_model_xxx.xlsx ths_model_xxx.mdl trp_model_xxx.doc prp_model_xxx.doc tcv_model_xxx.cvt trs_model_xxx.mat 否 项目实施结束 13
内容 基于模型的研发平台的组成及用户案例 构建研发平台的关键技术 符合高安全规范的机载软件研发平台 14
符合高安全规范的研发平台 Simulink 工具对 DO-178C/DO-331 的支持 DO Qualification Kit (for DO-178) 15
Simulink 工具对 DO-178C/DO-331 的支持 Validate Requirements Trace: Simulink Requirement System Design Description Simulink & Stateflow Conformance: Simulink Check Verify: Simulink Test Simulink Coverage SLDV Design Error Detection SLDV Property Proving Trace: Model/Code Trace Report Simulink Code Inspector Embedded Coder Models Source Code Conformance: Polyspace Bug Finder Verify: Simulink Code Inspector Polyspace Bug Finder Polyspace Code Prover Verify: SLDV Test Generation Simulink Coverage Simulink Test (PIL) Polyspace Code Prover Simulink Coverage (SIL) Verify: Simulink Test (PIL) Polyspace Code Prover Simulink Coverage (SIL) Compiler/IDE Object Code Design Document Requirements Traceability Report Model Adv isor Conformance Report Simulation Report Model Cov erage Report Code Inspection Report Poly space Report EOC Test Report Code Cov erage Report Generated Evidence 16
DO Qualification Kit (for DO-178) Simulink Check (TQL-5) DO-178C/DO-331 模型规范检查 Simulink Coverage (TQL-5) 模型 / 代码覆盖度 Polyspace (TQL-4) Polyspace Bug Finder Polyspace Code Prover Simulink Report Generator (TQL-5) 系统设计描述报告 Simulink XML 差异对比报告 Simulink Code Inspector (TQL-4/TQL-5) 代码模型一致性检查和追溯报告 Simulink Test (TQL-5) 仿真和测试结果 Simulink Design Verifier (TQL-5) 模型死逻辑检查 17
总结 构建基于模型设计平台用户案例 NASA 的案例 FACRI 的案例 构建研发平台的关键技术 模型库 建模规范 设计流程 符合高安全规范的机载软件研发平台 Simulink 工具对 DO-178C 的支持 DO-KIT 认证支持包 18