Методы и инструментальные средства поддержки

2nd International Conference
“Integrated Modular Avionics and CNS/ATM”
Методы и инструментальные средства поддержки
автоматизированного проектирования КБО на базе ИМА
Computer-aided design methods
for Avionics based on IMA and support tools
Igor Koverninskiy
MAKS-2013 Air Show, August 29, 2013
Интегрированная модульная архитектура
•
•
•
•
•
•
Процессорный
модуль
Мезонины
графический
ARINC 653 RTOS
Drivers
I/O routing
ARINC-615A
BIT
Instrumentation
массовой памяти
……………
ATA-21 ПО1
ATA-21 ПО2
ARINC 429
•
•
•
•
•
•
Процессорный
модуль
ARINC 653 RTOS
Drivers
I/O routing
ARINC-615A
BIT
Instrumentation
ATA-22 ПО1
Коммутатор
AFDX
ARINC 664
(AFDX)
ATA-31 ПО1
СРМ 2
Базовое ПО
Базовое ПО
СРМ 1
ARINC 818
Дисплей
ATA-22 ПО2
ATA-23 ПО1
Концентратор
данных
СAN
Удаленный
концентратор
данных
ATA-23 ПО2
Аналоговые и дискретные интерфейсы
Федеративная
система
датчик 211
датчик 212
силовой
привод 211
силовой 212
привод
датчик 221
силовой 221
привод
датчик 222
силовой 231
привод
2
Система ИМА & Платформа ИМА
•
•
•
•
•
•
Процессорный
модуль
Мезонины
графический
ARINC 653 RTOS
Drivers
I/O routing
ARINC-615A
BIT
Instrumentation
ATA-21 ПО1
массовой памяти
ATA-31 ПО1
Платформа
ИМА
……………
Коммутатор
AFDX
ARINC 664
(AFDX)
ATA-21 ПО2
Система ИМА
Концентратор
данных
ARINC 429
СAN
СРМ 2
Базовое ПО
Базовое ПО
СРМ 1
ARINC 818
Дисплей
•
•
•
•
•
•
Процессорный
модуль
ARINC 653 RTOS
Drivers
I/O routing
ARINC-615A
BIT
Instrumentation
ATA-22 ПО1
ATA-22 ПО2
Удаленный
концентратор
данных
ATA-23 ПО1
ATA-23 ПО2
Аналоговые и дискретные интерфейсы
Федеративная
система
датчик 211
датчик 212
силовой
привод 211
силовой 212
привод
датчик 221
силовой 221
привод
датчик 222
силовой 231
привод
3
Компоненты платформы
Дисплей
•
•
•
•
•
•
Процессорный
модуль
Мезонины
графический
ARINC 653 RTOS
Drivers
I/O routing
ARINC-615A
BIT
Instrumentation
массовой памяти
……………
ATA-21 ПО2
ATA-31 ПО1
Концентратор
данных
система
Компоненты
платформы
Коммутатор
AFDX
ATA-21 ПО1
Федеративная
Платформа
ИМА
датчик 211
датчик 212
силовой
привод 211
силовой 212
привод
СРМ 2
Базовое ПО
Базовое ПО
СРМ 1
Система ИМА
•
•
•
•
•
•
Процессорный
модуль
ARINC 653 RTOS
Drivers
I/O routing
ARINC-615A
BIT
Instrumentation
ATA-22 ПО1
ATA-22 ПО2
Удаленный
концентратор
данных
датчик 221
силовой 221
привод
ATA-23 ПО1
ATA-23 ПО2
датчик 222
силовой 231
привод
4
ATA-XX & ATA-YY
Система ИМА
Базовое ПО
СРМ 1
•
•
•
•
•
•
Процессорный
модуль
ARINC 653 RTOS
Drivers
I/O routing
ARINC-615A
BIT
Instrumentation
Мезонины
графический
массовой памяти
Платформа
ИМА
……………
Коммутатор
AFDX
ATA-21 ПО1
Федеративная
система
ARINC 653 RTOS
Drivers
I/O routing
ARINC-615A
BIT
Instrumentation
ATA-22 ПО2
Удаленный
концентратор
данных
Концентратор
данных
датчик 211
датчик 212
ATA-YY
•
•
•
•
•
•
Процессорный
модуль
ATA-22 ПО1
ATA-21 ПО2
ATA-31 ПО1
СРМ 2
Базовое ПО
Дисплей
силовой
привод 211
силовой
привод 212
датчик 221
силовой
привод 221
ATA-23 ПО1
ATA-23 ПО2
датчик 222
силовой 231
привод
ATA-ХХ
5
Конфигурационные данные платформы ИМА
Система ИМА
Базовое ПО
СРМ 1
•
•
•
•
•
•
Процессорный
модуль
Мезонины
графический
ARINC 653 RTOS
CPM Cfg
Drivers
I/O routing
ARINC-615A
BIT
MW Cfg
Instrumentation
массовой памяти
Коммутатор
AFDX AFDX Cfg
ATA-21 ПО2
Концентратор
данных
DC Cfg
Федеративная
система
датчик 211
датчик 212
силовой 212
привод
•
•
•
•
I/O routing
ARINC-615A
BIT
MW Cfg
Instrumentation
ATA-22 ПО1
ATA-22 ПО2
Удаленный
концентратор
данных
RDC Cfg
силовой
привод 211
Процессорный
модуль
653 RTOS
CPM Cfg •• ARINC
Drivers
……………
ATA-21 ПО1
ATA-31 ПО1
Платформа
ИМА
СРМ 2
Базовое ПО
Дисплей
датчик 221
силовой 221
привод
ATA-23 ПО1
ATA-23 ПО2
датчик 222
силовой 231
привод
6
Проектирование & Интеграция Системы
Процессы создания КБО
Разработка
аппаратуры
Проектирование
системы
Функциональные
Требования
Самолета
Создание архитектурной
модели системы ИМА
•согласование интерфейсов,
валидация архитектуры:
•анализ отказобезопасности;
•проверка загрузки процессоров;
•проверка пропускной
способности и латентности сети;
•проверка распределения
памяти;
•проверка загрузки шин вводавывода.
Процессы системной группы ИМА
Интеграция
системы
Разработка
ФПО АТА-ХХ
Уточнение деталей
реализации системы
•валидация уточненной
модели;
•оптимизация распределения
ФПО по модулям;
•генерация расписаний;
•имитационное
моделирование
и виртуальная интеграция
•компонентов и их моделей.
Генерация таблиц
конфигураций
•ARINC-653 систем;
•драйверов устройств;
•связующего ПО;
•элементов AFDX сети;
•имитационной среды
моделирования.
7
Что такое MASIW?


 Конструктор системы ИМА;
 Координатор ATA-XX;
 Координатор поставщиков компонент платформы (PCS);
 Системный интегратор ИМА;
 Верификатор системы ИМА
Процессы по управлению изменениями
системной группы ИМА
Процессы проектирования
системной группы ИМА
Интеграционные процессы
системной группы ИМА
8
Уточнение
модели
Генерация
конфигурационных
данных
8
Роли системной группы ИМА (1)

 проектирует систему ИМА;
 разрабатывает проектную документацию системы ИМА
 обеспечивает взаимодействие с поставщиком ATA-XX, включая:
• первичное определение требований системы ATA-XX
к платформе ИМА и будущие запросы на изменения;
• конфигурацию компонентов ATA-XX
9
Роли системной группы ИМА (2)
 координирует взаимодействие с PCS, включая:
• первичное определение характеристик компонентов платформы
и будущие запросы на изменения;
• конфигурацию компонентов платформы
 подготавливает полный набор конфигурационных данных для:
•
•
•
•
•
процессорных модулей;
модулей концентратора данных;
модулей удаленного концентратора данных;
сети AFDX;
базового ПО
10
Роли системной группы ИМА (3)
 верифицирует проект системы ИМА;
 верифицирует конфигурационные данные системы ИМА
11
Целевые характеристики MASIW

 обеспечения согласованности различных частей
проектной документации ВС (в т.ч. разрабатываемой IMA-SG
и её контрагентами);
 выявления ошибок проектирования ИМА на ранних
стадиях разработки;
 снижения стоимости и сокращения времени проектирования
системы ИМА;
 оптимизации архитектуры ИМА
12
Процессы проектирования
системной группы ИМА
Поставщик
компонентов
платформы
Разработчик
системы АТА-ХХ
СMS
Системы АТА-ХХ,
размещенные в ИМА
Разработчик
системы АТА-YY
СMS
Система
поддержки
взаимодействия
Система
поддержки
взаимодействия
Координатор
АТА-ХХ
Координатор
поставщиков
компонентов платформы
СMS
Система
поддержки
взаимодействия
Системы АТА-YY, не
размещенные в ИМА
Координатор
АТА-YY
ArchDB
MASIW
Конструктор
воздушного
судна
RMS
Системная группа ИМА
Хранилище
Архитектурных
моделей
Верификатор
системы ИМА
Конструктор
системы ИМА
Система
управления
требованиями
Аналитик
по безопасности
Проект
системы ИМА
Отчет
о верификации
системы ИМА
13
Хранилище Архитектурной модели
(ArchDB)
Хранилище
Архитектурных
моделей
Модели
Модели
Модели
компонентов
компонентов
компонентов
платформы
платформы
платформы
Топология платформы
Модели
Модели
Модели
систем
АТА-ХХ
систем
системАТА-ХХ,
АТА-ХХ
систем ATA-YY
Распределение
Функциональных приложений
по аппаратным компонентам
14
Создание проектной инфраструктуры
 Конструктор ВС (ВС –Воздушное Судно) обеспечивает:
 высокоуровневую спецификацию ВС;
 стандарт проектирования ИМА;
 список ATA-XX систем, размещенных
на платформе ИМА
Разработчик
системы АТА-ХХ
Координатор
АТА-ХХ
ArchDB
Параметры Проекта
Библиотека
компонентов платформы
Модели
компонентов
платформы
Топология
платформы
Система
поддержки
взаимодействия
Хранилище
Архитектурных
моделей
Логическая архитектура
системы ИМА
Модели
Модели
Модели
систем
АТА-ХХ
систем
АТА-ХХ,
систем
АТА-ХХ
систем ATA-YY
Распределение
Функциональных приложений
по аппаратным компонентам
Конструктор
воздушного
судна
Поставщик
компонентов
платформы
Система
поддержки
взаимодействия
Координатор
Поставщиков
компонентов платформы
Разработчик
системы АТА-YY
Система
поддержки
взаимодействия
Координатор
АТА-YY
ArchDB
Хранилище
Архитектурных
моделей
Верификатор
системы ИМА
Конструктор
системы ИМА
Система
управления
требованиями
Проект системы ИМА
Аналитик
по безопасности
Проект
системы ИМА
 RMS (Requirements Management System – Система
управления требованиями) хранит документацию;
 Конструктор системы ИМА формализует:
Отчет
о верификации
системы ИМА
REAL
Rule Editor
 соответствующие требования стандартов разработки
Редактор правил REAL
и высокоуровневой спецификации ВС (например,
максимальная загрузка процессора и информационного
канала для первоначального проектирования)
15
Формирование архитектурных моделей
систем АТА-ХХ
 Разработчик системы ATA-XX обеспечивает:
 HLD (High Level Design – высокоуровневая архитектура);
 RR (Resource Requirements – требования к ресурсам);
 ICD (Interface Control Document – Протокол информационного
взаимодействия);
 PSA (Preliminary Safety Assessment – предварительная оценка
безопасности)
Разработчик
системы АТА-ХХ
ArchDB
Параметры Проекта
Библиотека
компонентов платформы
Модели
компонентов
платформы
Топология
платформы
Система
поддержки
взаимодействия
Хранилище
Архитектурных
моделей
Координатор
АТА-ХХ
Логическая архитектура
системы ИМА
Поставщик
компонентов
платформы
Система
поддержки
взаимодействия
Координатор
Поставщиков
компонентов платформы
Модели
Модели
Модели
систем
АТА-ХХ
систем
АТА-ХХ
систем
ATA-ХХ
Распределение
Функциональных приложений
по аппаратным компонентам
Проект системы ИМА
Разработчик
системы АТА-YY
Система
поддержки
взаимодействия
Координатор
АТА-YY
ArchDB
Конструктор
воздушного
судна
Система
управления
требованиями
Хранилище
Архитектурных
моделей
Верификатор
системы ИМА
Конструктор
системы ИМА
Аналитик
по безопасности
 Координатор ATA-XX
AADL
Model Editor
Редактор AADL моделей
Проект
системы ИМА
REAL
Rule Editor
 формализует все данные в модели системы ATA-XX
Отчет
о верификации
системы ИМА
16
Артефакты проектирования ATA-XX (1)
 Высокоуровневая архитектура (HLD) определяет:
 компоненты: программные разделы, датчики, приводы
(software partitions, sensors, actuators);
 соединения между ними;
 ограничения физического расположения
 Требования к ресурсам (RR):
 период, продолжительность (для программных разделов);
 требования к памяти (для программных разделов);
 питание (для аппаратных компонентов);
 специальные требования (наличие мезонинов)
17
Артефакты проектирования ATA-XX (2)
 Протокол информационного взаимодействия (ICD)
определяет коммуникационные потоки данных:
 источник и назначение;
 виды сообщений:
• максимальный размер & частота;
• структура & семантика
 требования на время доставки и обработки сообщений
 Предварительная оценка безопасности (PSA):
 требования распределения/разделения
(segregation requirements)
18
Формирование архитектурных моделей
компонентов платформы
 Поставщик компонентов
платформы предоставляет
спецификацию компонента:
 характеристики аппаратного
обеспечения (включая
возможные вариации):
процессор, память;
порты ввода-вывода и шины
Поставщик
компонентов
платформы
Разработчик
системы АТА-ХХ
Система
поддержки
взаимодействия
Система
поддержки
взаимодействия
Координатор
АТА-ХХ
Редактор AADL моделей
Редактор правил REAL
 Координатор PCS
Координатор
АТА-YY
ArchDB
Хранилище
Архитектурных
моделей
Конструктор
воздушного
судна
Верификатор
системы ИМА
Конструктор
системы ИМА
Система
управления
требованиями
Аналитик
по безопасности
Проект
системы ИМА
Отчет
о верификации
системы ИМА
ArchDB
Параметры Проекта
Библиотека
компонентов платформы
REAL
Rule Editor
Система
поддержки
взаимодействия
Координатор
Поставщиков
компонентов платформы
 предварительные Правила и ограничения
использования компонентов платформы
(preliminary Usage Domain Rules)
AADL
Model Editor
Разработчик
системы АТА-YY
Модели
компонентов
платформы
Топология
платформы
Хранилище
Архитектурных
моделей
Логическая архитектура
системы ИМА
Модели
Модели
Модели
систем
АТА-ХХ
систем
АТА-ХХ,
систем
АТА-ХХ
систем ATA-YY
Распределение
Функциональных приложений
по аппаратным компонентам
Проект системы ИМА
 формализует данные в модели компонента платформы
19
Формирование архитектурных моделей
систем АТА-YY
 Разработчик системы ATA-YY предоставляет:
 ICD (Interface Control Document –
Протокол информационного взаимодействия)
в части взаимодействия с системами АТА-ХХ
Разработчик
системы АТА-ХХ
ArchDB
Параметры Проекта
Библиотека
компонентов платформы
Модели
компонентов
платформы
Топология
платформы
Хранилище
Архитектурных
моделей
Система
поддержки
взаимодействия
Логическая архитектура
системы ИМА
Координатор
АТА-ХХ
Поставщик
компонентов
платформы
Система
поддержки
взаимодействия
Координатор
Поставщиков
компонентов платформы
Разработчик
системы АТА-YY
Система
поддержки
взаимодействия
Координатор
АТА-YY
Модели
Модели
Модели
систем
АТА-ХХ
систем
АТА-ХХ
систем
ATA-YY
Распределение
Функциональных приложений
по аппаратным компонентам
Проект системы ИМА
ArchDB
Конструктор
воздушного
судна
Система
управления
требованиями
Хранилище
Архитектурных
моделей
Верификатор
системы ИМА
Конструктор
системы ИМА
Аналитик
по безопасности
Проект
системы ИМА
 Координатор ATA-YY
AADL
Model Editor
Отчет
о верификации
системы ИМА
Редактор AADL моделей
 формализует все данные в высокоуровневой модели ATA-YY
20
Проектирование системы ИМА
 Конструктор системы ИМА
Designer
Конструктор
 разрабатывает архитектуру системы ИМА
Аnalyzer
структуру и топологию платформы ИМА;
Анализатор моделей
размещение функциональных приложений
по модулям CPM;
AADL
Model
Editor
циклограммы выполнения функциональных
Редактор AADL моделей
приложений;
распределение коммуникационных потоков АТА-ХХ
на виртуальные каналы AFDX и/или другие шины;
конфигурацию компонентов
базового ПО
Разработчик
системы АТА-ХХ
Система
поддержки
взаимодействия
ArchDB
Параметры Проекта
Библиотека
компонентов платформы
Модели
компонентов
платформы
Топология
платформы
Хранилище
Архитектурных
моделей
Координатор
АТА-ХХ
Поставщик
компонентов
платформы
Система
поддержки
взаимодействия
Координатор
Поставщиков
компонентов платформы
Логическая архитектура
системы ИМА
Модели
Модели
Модели
систем
АТА-ХХ
систем
АТА-ХХ
систем
АТА-ХХ
систем ATA-YY
Распределение
Функциональных приложений
по аппаратным компонентам
Проект системы ИМА
Разработчик
системы АТА-YY
Система
поддержки
взаимодействия
Координатор
АТА-YY
ArchDB
Конструктор
воздушного
судна
Система
управления
требованиями
Хранилище
Архитектурных
моделей
Верификатор
системы ИМА
Конструктор
системы ИМА
Аналитик
по безопасности
Проект
системы ИМА
Отчет
о верификации
системы ИМА
21
Хранилище Архитектурной модели
(ArchDB)
Хранилище
Архитектурных
моделей
СРМ
Процессорный
модуль
Мезонины
графический
массовой памяти
……………
Удаленный
концентратор
данных
Концентратор
данных
Коммутатор
AFDX
Распределение Функциональных приложений
по аппаратным компонентам
Платформа
ИМА
Коммутатор
AFDX
Концентратор
данных
СРМ 2
Процессорный
модуль
Дисплей
СРМ 1 Процессорный
модуль
Удаленный
концентратор
данных
ARINC 653 RTOS
• Drivers
• I/O routing
• ARINC-615A
• BIT
• Instrumentation
•
Мезонины
графический
массовой памяти
……………
ARINC 664
(AFDX)
ATA-21 ПО1
ATA-21 ПО2
ATA-31 ПО1
ARINC 429
Концентратор
данных
Система ИМА
Процессорный
СРМ 2 модуль
Платформа
ИМА
Коммутатор
AFDX
СAN
Удаленный
концентратор
данных
Базовое ПО
Мезонины
графический
массовой памяти
……………
Базовое ПО
Процессорный
СРМ 1 модуль
ARINC 818
Топология платформы
ARINC 653 RTOS
• Drivers
• I/O routing
• ARINC-615A
• BIT
• Instrumentation
•
ATA-22
ATA-22
ATA-23
ATA-23
ПО1
ПО2
ПО1
ПО2
Аналоговые и дискретные интерфейсы
Федеративная
система
датчик 211
датчик 212
силовой 211
привод
силовой 212
привод
датчик 221
силовой 221
привод
датчик 222
силовой
привод 231
22
22
Оценка безопасности архитектуры
системы ИМА
Model Exporter
 Конструктор системы ИМА
Экспортер модели
 передает проект системы ИМА
Аналитику по безопасности
Разработчик
системы АТА-ХХ
Система
поддержки
взаимодействия
Координатор
АТА-ХХ
Поставщик
компонентов
платформы
Система
поддержки
взаимодействия
Координатор
Поставщиков
компонентов платформы
Разработчик
системы АТА-YY
Система
поддержки
взаимодействия
Координатор
АТА-YY
ArchDB
Конструктор
воздушного
судна
 Аналитик по безопасности
Система
управления
требованиями
Хранилище
Архитектурных
моделей
Верификатор
системы ИМА
Конструктор
системы ИМА
Аналитик
по безопасности
 принимает участие в разработке ИМА;
 проводит анализ проекта системы ИМА
с точки зрения безопасности с использованием
FHA (Оценка Функциональной Опасности) и PASA
(Предварительная Оценка Безопасности) уровня ВС;
 предоставляет отчет по анализу безопасности системы ИМА
Проект
системы ИМА
Отчет
о верификации
системы ИМА
23
Верификация архитектуры системы ИМА
 Верификатор системы ИМА
Аnalyzer
Анализатор модели
 контролирует разработку системы ИМА
в соответствии с :
 Требованиями уровня ВС;
 Стандартами разработки ИМА;
 Требованиями к ресурсам систем ATA-XX;
 Правилами и ограничениями использования компонентов
платформы (UDR)
Разработчик
системы АТА-ХХ
 подготавливает Отчет о
верификации системы ИМА;
Система
поддержки
взаимодействия
Координатор
АТА-ХХ
Поставщик
компонентов
платформы
Система
поддержки
взаимодействия
Координатор
Поставщиков
компонентов платформы
Разработчик
системы АТА-YY
Система
поддержки
взаимодействия
Координатор
АТА-YY
ArchDB
Конструктор
воздушного
судна
Система
управления
требованиями
Хранилище
Архитектурных
моделей
Верификатор
системы ИМА
Конструктор
системы ИМА
Аналитик
по безопасности
Проект
системы ИМА
Отчет
о верификации
системы ИМА
24
24
Формирование проектной документации
 Конструктор системы ИМА предоставляет
окончательные версии:
 документации проекта системы ИМА;
 модели системы
Разработчик
системы АТА-ХХ
Система
поддержки
взаимодействия
Координатор
АТА-ХХ
Поставщик
компонентов
платформы
Система
поддержки
взаимодействия
Координатор
Поставщиков
компонентов платформы
Разработчик
системы АТА-YY
Система
поддержки
взаимодействия
Координатор
АТА-YY
ArchDB
Конструктор
воздушного
судна
Система
управления
требованиями
Хранилище
Архитектурных
моделей
Верификатор
системы ИМА
Конструктор
системы ИМА
Аналитик
по безопасности
Проект
системы ИМА
Отчет
о верификации
системы ИМА
25
Процессы по управлению изменениями
системной группы ИМА
Разработчик
системы АТА-YY
Поставщик
компонентов
платформы
Разработчик
системы АТА-ХХ
СMS
СMS
Система
поддержки
взаимодействия
Система
поддержки
взаимодействия
Координатор
АТА-ХХ
Координатор
поставщиков
компонентов платформы
СMS
Система
поддержки
взаимодействия
Координатор
АТА-YY
(ArchDB)
Хранилище
Архитектурных
моделей
Верификатор
системы ИМА
Конструктор
системы ИМА
MASIW
Системная группа ИМА
Аналитик
по безопасности
Проект
системы ИМА
Отчет
о верификации
системы ИМА
26
Процессы по управлению изменениями
системной группы ИМА
 CMS – Система управления взаимодействием состоит из:
СMS
Система
поддержки
взаимодействия
 Configuration Management System – Система контроля
конфигурации
AADL
Model Editor
 Change Request Management System – Система управления
Редактор AADL моделей
запросами на изменение
 Конструктор ИМА, Координаторы АТА-ХХ и PCS:
Аnalyzer
Анализатор модели
 входят в Группу Управления Изменениями
системы ИМА ;
 проводят оценку влияния запроса на систему ИМА;
 обеспечивают синхронизацию модели системы ИМА
и документации
 Аналитик по безопасности и
Верификатор системы ИМА
привлекаются при необходимости
AADL
Model Editor
Аnalyzer
Редактор AADL моделей
Анализатор модели
Designer
Model
Exporter
Конструктор
Экспортер модели
27
Интеграционные процессы
системной группы ИМА
Поставщик
системы АТА-ХХ
Поставщик
компонентов
платформы
СMS
СMS
Система
поддержки
взаимодействия
Система
поддержки
взаимодействия
Координатор
поставщиков
компонентов платформы
Координатор
АТА-ХХ
(ArchDB)
Хранилище
Архитектурных
моделей
MASIW
Системная группа ИМА
Верификатор
системы ИМА
Системный
интегратор ИМА
СMS
Система
поддержки
взаимодействия
Системный
интегратор ВС
28
Конфигурация вычислительного модуля
Локальная конфигурация
раздела (PLC) включает:
• мониторинг рабочего состояния раздела;
• распределение памяти в разделе
Ответственность
АТА-ХХ специалистов
ATA-XX разделы
Локальная
конфигурация
раздела (PLC)
Конфигурация
уровня раздела
Конфигурация
уровня модуля
Ответственность
системной группы ИМА
Глобальная
конфигурация
раздела (PGC)
Конфигурация модуля (МС)
29
Первичная конфигурация
разделов АТА-ХХ
 Координатор АТА-ХХ предоставляет:




эмулятор ARINC 653;
шаблон локальной конфигурации раздела PLC;
глобальную конфигурацию раздела PGC;
конфигурацию модуля МС
Поставщик
системы АТА-ХХ
Cfg Generator
Генератор
конфигурационных
файлов
Поставщик
компонентов
платформы
Система
поддержки
взаимодействия
Система
поддержки
взаимодействия
Координатор
АТА-ХХ
Координатор
поставщиков
компонентов платформы
ArchDB
Хранилище
Архитектурных
моделей
(PLC)
Верификатор
системы ИМА
Системный
интегратор ИМА
(PGC)
Система
поддержки
взаимодействия
(МС)
Системный
интегратор ВС
30
Поставка компонентов платформы
 Поставщик компонентов платформы (PCS) предоставляет:
 компоненты и инструментальные средства разработки;
 аппаратное обеспечение, RTOS*, аппаратно-зависимую
часть системы (BSP), компиляторы*,
инструментальные средства*
(для CPMs);
 стандартную конфигурацию
модуля (BareMC);
Поставщик
компонентов
платформы
Поставщик
системы АТА-ХХ
Система
поддержки
взаимодействия
Координатор
АТА-ХХ
Хранилище
Архитектурных
моделей
Системный
интегратор ИМА
Верификатор
системы ИМА
Configurator
 PCS координатор обеспечивает:
 импортирование BareMC;
 формализацию Правил и ограничений
использования компонентов платформы
* – некоторые компоненты и инструментальные
средства могут быть поставлены 3-ми сторонами
Координатор
поставщиков
компонентов платформы
ArchDB
Bare (МС)
 правила и ограничения
использования компонентов
платформы (UDR)
Система
поддержки
взаимодействия
Система
поддержки
взаимодействия
Системный
интегратор ВС
REAL
Rule Editor
Редактор правил REAL
31
Окончательная конфигурация
разделов АТА-ХХ
Поставщик
системы АТА-ХХ
 Координатор АТА-ХХ предоставляет:
Система
поддержки
взаимодействия
 доступ к компонентам платформы
и соответствующим инструментам;
 окончательную MC и PGC;
 Правила и ограничения
Generator
использования компонентов CfgГенератор
конфигурационных
платформы (UDR)
файлов
Координатор
АТА-ХХ
 Поставщик системы АТА-ХХ обеспечивает:
 окончательную PLC;
 загружаемое ПО АТА-ХХ;
 компоненты аппаратного обеспечения
АТА-ХХ
 Координатор АТА-ХХ
 импортирует PLC в ArchDB
Поставщик
компонентов
платформы
Система
поддержки
взаимодействия
Координатор
поставщиков
компонентов платформы
ArchDB
Хранилище
Архитектурных
моделей
Системный
интегратор ИМА
Верификатор
системы ИМА
Система
поддержки
взаимодействия
Системный
интегратор ВС
(PLC)
(PGC)
Конфигурация
модуля (МС)
32
Верификация конфигурации
системы ИМА
 Верификатор системы ИМА
верифицирует конфигурацию
Cfg Аnalyzer
Анализатор
конфигурации
Поставщик
системы АТА-ХХ
Поставщик
компонентов
платформы
 Интегратор системы ИМА предоставляет
таблицы конфигурации для всех компонентов платформы
(ARINC-653 RTOS, AFDX network switches, endpoints, middleware)
Система
поддержки
взаимодействия
Координатор
АТА-ХХ
Система
поддержки
взаимодействия
Координатор
поставщиков
компонентов платформы
ArchDB
Хранилище
Архитектурных
моделей
Cfg Generator
Генератор
конфигурационных
файлов
Системный
интегратор ИМА
Верификатор
системы ИМА
Система
поддержки
взаимодействия
Системный
интегратор ВС
33
Архитектура MASIW
34
34
Архитектура MASIW
Designer
Конструктор
Configurator
Конфигуратор
Cfg Generator
Генератор
конфигурационных
файлов
AADL
Model Editor
Редактор
AADL моделей
REAL
Rule Editor
Редактор правил
REAL
Аnalyzer
Анализатор
модели
Model
Exporter
Экспортер модели
ArchDB
Хранилище
Архитектурных
моделей
35
35
Архитектурная модель
 MASIW является программным комплексом использующим модельноAADL
Model Editor
ориентированное моделирование на AADL
 AADL version 2 (SAE AS5506B) является универсальным языком с
заданной графической нотацией, который может использоваться для
описания различных встроенных и систем реального времени.
 встроенная семантика компонентов
 ограничения модели
 связи между уровнями: структурная модель, потоки данных, связи между
программным и аппаратным уровнями
 Текстовая и графическая нотации
 Возможность расширения через свойства и annex
 Моделирование архитектуры ИМА от спецификаций системного уровня
до аппаратных и программных компонентов
36
REAL
 Подтверждение корректности распределения ресурсов и
специализированных нефункциональных
ограничений
REAL
Rule Editor
THEOREM PROCESS_FIT
FOREACH PRC IN PROCESS_SET DO
PRCSRS := { V IN VIRTUAL_PROCESSOR_SET | IS_BOUND_TO(PRC, V)};
REAL Checker
VAR VIRTUAL := HEAD(LIST(PRCSRS));
VAR BLACKBOX := ( IF EXISTS(PRC, "VxWorks653::MemorySizeBss")
THEN PROPERTY(PRC, "VxWorks653::MemorySizeBss") ELSE 0 ) +
( IF EXISTS(PRC, "VxWorks653::MemorySizeData")
THEN PROPERTY(PRC, "VxWorks653::MemorySizeData") ELSE 0 ) +
( IF EXISTS(PRC, "VxWorks653::MemorySizeRoData")
THEN PROPERTY(PRC, "VxWorks653::MemorySizeRoData") ELSE 0 )
CHECK ( NOT EXISTS(VIRTUAL, "VxWorks653::RequiredMemorySize") OR
BLACKBOX <= PROPERTY(VIRTUAL,
"VxWorks653::RequiredMemorySize"));
END PROCESS_FIT;
37
Автоматическое распределение ресурсов
Требования
конструктора ВС
Требования
Поставщика ATA-XX
Требования
поставщика
компонент
 Распределение программных разделов
 Распределение потоков данных
Designer
 Задержки потоков данных
 Возможность генерации расписания
Аnalyzer
 Совместимость программных разделов
38
Конструктор
 Предположения: топология платформы частично задана,
допущения при обмене сообщениями через ARINC порты
 Распределение ATA-XX по CPM
 Генерация расписания для периодических разделов A653
 Необходимость добавления мультиплексора в раздел
 Конфигурация AFDX сети
 Распределение виртуальных линков
 Оценка задержек, пропускной способности
39
Анализатор
Аnalyzer
 AFDX статический анализатор: величины задержек и
буферов
 Анализатор задержек: расширение AFDX анализа на не
AFDX-компоненты
 AADL симулятор на основе дискретно-событийного
моделирования
 динамический анализ сети AFDX
REAL Checker
AFDX Network
Analyzer
IMA Latency
Analyzer
AADL
Simulator
Отчет о
верификации
40
Редактор AADL моделей
41
Графический редактор
42
Распределение ATA-XХ по CPM
43
MASIW 2013
Функциональные характеристики MASIW версии 2013:
AADL
Model Editor
Редактор
AADL моделей
REAL
Rule Editor
Редактор правил
REAL
Designer
Конструктор
Аnalyzer
Анализатор модели
Configurator
Конфигуратор
Cfg Generator
Генератор
конфигурационных
файлов
v
ArchDB
Хранилище
Архитектурных
моделей
 Моделирование архитектуры ИМА
от спецификаций системного уровня
до аппаратных и программных компонентов
 Автоматическое распределение ресурсов на основе
требований и ограничений
 Построение циклограммы выполнения
функциональных задач и специализированных
задач промежуточного слоя
 Симулятор AADL
 Статический анализ и моделирование сети AFDX
 Анализатор задержек
 Подтверждение корректности распределения ресурсов и
специализированных нефункциональных
ограничений
 Создание конфигурационных таблиц для RTOS
VxWorks 653 и элементов сети AFDX
 Библиотека ATA-XX систем и компонетов аппратуры
 Поддержка коллективной разработки через SVN, Git
44
Перспективы развития
 Интеграция со стендами
 Удобство эксплуатации
 Реализация трассируемости требований
 Проверка требований на AADL Constraints Annex
 Поддержка методов оценки безопасности
 Сертификация
45
Спасибо за внимание !
Igor Koverninskiy
GosNIIAS, Deputy Head of Department
[email protected]
46
Поставка системы ИМА
 Интегратор системы ИМА предоставляет
таблицы конфигурации для процессов интеграции,
испытательных стендов и заключительной поставки
Поставщик
системы АТА-ХХ
Система
поддержки
взаимодействия
Координатор
АТА-ХХ
Поставщик
компонентов
платформы
Система
поддержки
взаимодействия
Координатор
поставщиков
компонентов платформы
ArchDB
Хранилище
Архитектурных
моделей
Системный
интегратор ИМА
Верификатор
системы ИМА
Система
поддержки
взаимодействия
Системный
интегратор ВС
47
Детальная конфигурация системы ИМА
 Системный интегратор ИМА обеспечивает:
Configurator
Конфигуратор
 расширение BareMC до МС;
 подготовку окончательной глобальной конфигурации
раздела PGC
для каждого CPM
Поставщик
системы АТА-ХХ
Поставщик
компонентов
платформы
Система
поддержки
взаимодействия
Координатор
АТА-ХХ
Система
поддержки
взаимодействия
Координатор
поставщиков
компонентов платформы
ArchDB
Хранилище
Архитектурных
моделей
(PLC)
Системный
интегратор ИМА
Верификатор
системы ИМА
(PGC)
Конфигурация
модуля (МС)
Система
поддержки
взаимодействия
Системный
интегратор ВС
48
Редактор модели
Системная
группа ИМА
AADL
Model Editor
Редактор AADL моделей
REAL
Rule Editor
 Конструктор системы ИМА
(ArchDB)
Хранилище
Архитектурных
моделей
Редактор правил REAL
 формализует релевантные требования стандартов
разработки и спецификации высокого уровня ВС;
 Координатор АТА-ХХ
 формализует модель системы АТА-ХХ (HLD, RR, ICD)
 Координатор PCS
 формализует модель компонента платформы (HC, CV, UDR)
 Координатор АТА-YY
 формализует коммуникационную модель системы АТА-YY (ICD)
 Координаторы АТА-ХХ и PCS
 актуализируют ArchDB в соответствии с запросами на изменение
49
Конструктор
 Автоматизация процесса
проектирования системы ИМА
Модели
компонентов
платформы
Designer
Конструктор
Конструктор
системы ИМА
 Топология платформы;
 Распределение
Функциональных приложений
по аппаратным компонентам
50
Анализатор
 Используется конструктором системы ИМА
в процессе проектирования
Аnalyzer
Анализатор модели
 Группа по верификации верифицирует дизайн системы
ИМА на соответствие:
 Требованиям уровня ВС;
 Стандартам ИМА;
 Требованиям к ресурсам АТА-ХХ системы;
 Правилам и ограничениям использования компонентов
REAL Checker
платформы
Блок контроля
правил REAL
AFDX Network
Analyzer
Анализатор сети
AFDX
Отчет
о верификации
Simulator
Имитатор
51
Конфигуратор
Configurator
Конфигуратор
 Системный интегратор ИМА :
 подготавливает конфигурацию для компонентов
платформы (MC, PGC, PLC)
Системный
интегратор ИМА
Экземпляр
компонента
платформы
Экземпляр
раздела
системы АТА-ХХ
Configurator
Конфигуратор
Экземпляр
компонента
платформы
Экземпляр
раздела
системы АТА-ХХ
Конфигурация
модуля
Глобальная
и локальная
конфигурация
разделов
52
Генератор конфигурации
 Координаторы PCS и АТА-ХХ импортируют
таблицы конфигурации в части
ответственности поставщиков (BareMC, PLC)
Cfg Generator
Генератор
конфигурационных
файлов
Cfg Importer
Импортер
конфигурации
 Интегратор системы ИМА
 создает таблицы конфигурации в своей зоне
ответственности (PGC, MC, AFDX);
 генерирует таблицы конфигурации для процессов
интеграции, испытательных стендов и
заключительной поставки
Cfg Generator
Генератор
конфигурационных
файлов
 Координатор АТА-ХХ
 генерирует таблицы
конфигурации для
тестирования АТА-ХХ
ArchDB
Хранилище
Архитектурных
моделей
Cfg Importer
Конфигурация RTOS ,
Конфигурация
сети AFDX
Импортер
конфигурации
53