Certificação - Software Embarcado -

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1 Certificação - Software Embarcado - CTA IFI - CAvC ESW Set 2005

2 Tópicos Referências Siglas Introdução Descrição Conformidade Integração RCE Contexto de Atuação Casos Reais / Conclusão Informações Adicionais CTA-IFI-CAvC-ESW 2

3 Referências AC B Document RTCA/DO-178B AC Document RTCA/DO-254, Design Assurance Guidance for Airborne Electronic Hardware FAA Order b Type Certification FAA Order Software Approval Guidelines FAR/RBHA Equipment, Systems and Installations FAA JOBAID Rev 1 CTA-IFI-CAvC-ESW 3

4 Referências RTCA DO-178B - Software Considerations in Airborne Systems and Equipment Certification RTCA DO-200A - Standards for Processing Aeronautical Data. RTCA DO Design Assurance Guidance for Airborne Electronic Hardware RTCA DO Requirements Specification for Avionics Computer Resource (ACR) SAE ARP4754 Certification Consideration for Highly Integrated or Complex Aircraft Systems CTA-IFI-CAvC-ESW 4

5 Siglas CIA Change Impact Analysis CRI Certification Review Item DA Diretriz de Aeronavegabilidade DO Document FAA Federal Aviation Administration FAR Federal Aviation Regulation FCAR Ficha de Controle de Assuntos Relevantes IP Issue Paper CTA-IFI-CAvC-ESW 5

6 Siglas PSAC Plan of Software Aspects of Certification RBHA Requisito Brasileiro para Homologação Aeronáutica RCE Representante Credenciado de Engenharia RTCA Radio Technical Commission for Aeronautics SAS Software Accomplishment Summary SCI Software Configuration Index SDD Software Design Document CTA-IFI-CAvC-ESW 6

7 Introdução RCE Por serem considerados representantes da CAvC, os RC devem nortear-se pelos mesmos requisitos, instruções, e interpretações utilizadas pelos funcionários da FDH, assim como pelos procedimentos descritos nos MPH aplicáveis. (item 1.9 do Cap 1 do MPH 110). OBS: Visitar o endereço abaixo para informações sobre RCEs: CTA-IFI-CAvC-ESW 7

8 Introdução Histórico: A preocupação com o software embarcado surgiu na década de 80 Aumento do uso de software nos sistemas eletrônicos e motores Necessidade das empresas em cumprirem com a aeronavegabilidade Evolução: ED-35 (1980) -> DO-178 (1982) -> DO-178A (1985) > DO-178B (1992) Em estudo a DO-178C (previsão 2008) CTA-IFI-CAvC-ESW 8

9 Introdução Base Legal: Diferentemente dos sistemas elétricos, mecânicos, etc, o software não possui um requisito, como os inseridos nos RBHA/FAR 23, 25, 27, 29 e 33 (23/25/27/ ) exceto para o 33.28(e) Reunião Preliminar CTA FCAR (FAA IP/ EASA CRI / TCCA IP) Normas do fabricante (aceitas pelas Autoridades) RTCA DO-178B / ED-12B CTA-IFI-CAvC-ESW 9

10 Introdução Características do software: Não está sujeito aos problemas de hw: Degradação ou envelhecimento por ação do tempo Probabilidade de Falhas Interferências internas/externas Variações conforme o meio/ambiente utilizado Comportamento indesejável / intermitente Parar de responder a comandos Obsolescência (componentes descontinuados) CTA-IFI-CAvC-ESW 10

11 Descrição Fluxo de Certificação de Software Aplicação Reunião Preliminar SW Certif? S FIM S Aprovado? 1 N Reunião Setorial N Ensaios (sistemas) Define Atividades 1 Requer Auditoria? N Define Envolvim (FAA Jobaid) S CTA-IFI-CAvC-ESW 11

12 Descrição - Aplicação Carta: Define a data para aplicação da base de certificação Define requisitos publicados e em vigor até essa data Define documentos diversos que serão utilizados no processo de certificação Fluxo de Certificação de Software CTA-IFI-CAvC-ESW 12

13 Descrição Reunião Preliminar Reunião Geral: Apresentação dos sistemas Apresentação da base de certificação Apresentação das atividades Apresentação do cronograma das atividades principais Fluxo de Certificação de Software CTA-IFI-CAvC-ESW 13

14 Descrição Reunião Setorial Apresentação específica dos sistemas de software Desenvolvimento Certificado Modificado TSO (Sistema HW/SW) Apresentação do cronograma das atividades de software Plano Certif. SW Fluxo de Certificação de Software CTA-IFI-CAvC-ESW 14

15 Descrição Define Atividades Plano de Certificação Delegações (RCEs) Condições Especiais (FCAR) Relatórios (Certificação e Desenvolvimento) Envolvimento (auditorias) Créditos Fluxo de Certificação de Software CTA-IFI-CAvC-ESW 15

16 Descrição SW Certificado? Plano de Certificação Análise de Falhas Redundância Funcionalidades Integração Critérios Utilizados Normas Condições Especiais Histórico em Serviço (BS e AD) Fluxo de Certificação de Software CTA-IFI-CAvC-ESW 16

17 Descrição Requer Auditoria? Plano de Certificação Desenvolvimento Complexidade/Novidade Outras Autoridades Análise de Falhas Condições Especiais (FCAR) Existentes Novos Fluxo de Certificação de Software CTA-IFI-CAvC-ESW 17

18 Descrição Define Envolvimento JOBAID Define Etapas (DO-178B) SOI#1 - Planejamento SOI#2 Desenvolvim. SOI#3 Teste e Verificação SOI#4 - Revisão Envolvimento com outras Autoridades e DER/RCEs Fluxo de Certificação de Software CTA-IFI-CAvC-ESW 18

19 Descrição Define Envolvimento Estabelece Plano e Agendas de Trabalho Desktop review On site review Fluxo de Certificação de Software CTA-IFI-CAvC-ESW 19

20 Descrição - Envolvimento Preocupações: Rastreabilidade Controle de Configuração Procedimentos Integração Particionamento Modificação pelo usuário Manutenção Fluxo de Certificação de Software CTA-IFI-CAvC-ESW 20

21 Descrição - Envolvimento Preocupações: Ferramentas Monitores Desenvolvimento prévio Processadores Dissimilaridade Uso da CPU Interações entre níveis Fluxo de Certificação de Software CTA-IFI-CAvC-ESW 21

22 Descrição Auditoria & Certif Documentos (conforme DO-178B): Documentos submetidos para Certificação: PSAC: plano de certificação, descrição do sistema, métodos de desenvolvimento, ferramentas, etc SCI: identifica produto, código, ciclo de vida, software previamente desenvolvido, check de integridade, etc SAS: diferenças com PSAC, identificação, modificações, características (memória, limites), problemas não resolvidos, etc CTA-IFI-CAvC-ESW 22

23 Descrição Auditoria & Certif Outros (apoio às auditorias): SW Verification Plan SW Development Plan SW Config Management Plan SW Quality Assurance Plan Standards for SW Development Safety Assessment SW Requirements Data SW Design Description CTA-IFI-CAvC-ESW 23

24 Descrição Auditoria & Certif Outros (apoio às auditorias) cont.: Source Code SW Verification Results Problem Reports SW Config Management Records SW Quality Assurance Records SW Verification Cases and Procedures SW Conformity Records SW Life Cycle CTA-IFI-CAvC-ESW 24

25 Descrição Auditoria & Certif Etapa 1 - Planejamento (JOBAID) Deve atender: Requisitos de Sistemas - funcionalidades Análise de Segurança criticalidade A (10-9 ): Catastrófico afeta vôo/pouso seguro B (10-7 ): Severo reduz capacidade da aeronave C (10-5 ): Major reduz a operação da aeronave D (<10-5 ): Minor não reduz significativamente operação da aeronave E (<10-3 ): Sem efeito - não afeta operação da aeronave Condições especiais (FCAR, IP, CRI, etc) Processos CTA-IFI-CAvC-ESW 25

26 Descrição Auditoria & Certif Etapa 2 - Desenvolvimento (JOBAID) Utilização de linguagens de programação / compiladores (C, C++,ADA) Ferramentas de Desenvolvimento e Testes Controle de Revisão/Configuração Procedimentos Condições especiais (FCAR, IP, CRI, etc) CTA-IFI-CAvC-ESW 26

27 Descrição Auditoria & Certif Etapa 3 - Testes (JOBAID) Validam: Requisitos de software (sistemas) Integração SW-HW (sistema e aeronave) Aeronave Safe for Flight Condições especiais (FCAR, IP, CRI, etc) Ferramentas: Estações de trabalho Simuladores Processos Problemas CTA-IFI-CAvC-ESW 27

28

29 Descrição Auditoria & Certif Etapa 4 - Revisão (JOBAID) Deve verificar: Cumprimento com objetivos iniciais (DO-178B, Minutas de Reuniões, etc) Solução para os itens abertos: Findings DO-178B Sistema / Requisito Problem Reports / Change Request Abertos Auditoria CTA-IFI-CAvC-ESW 29

30 Conformidade - Instalação Objetivos: Garantir que o software aprovado, esteja na mesma configuração/versão na aeronave Cumprimento com o planos, normas e requisitos Rastrear configurações, em caso de incidentes ou acidentes Verificar ambiente de ensaio (RIG, Simulador, Aeronave, Laboratório, etc) Estabelecer uma configuração certificável Fluxo de Certificação de Software CTA-IFI-CAvC-ESW 30

31 Conformidade - Instalação Métodos: P/Ns Convencionais: identificação no próprio equipamento P/Ns Eletrônicos: display, laptop ou equipamento de suporte Fluxo de Certificação de Software Para ambos os métodos, deve ser utilizada documentação técnica aprovada (SAS, DDP ou outros, conforme acordado com o fabricante) CTA-IFI-CAvC-ESW 31

32 Integração SW/HW Sis/ANV Objetivo: Verificar que o mesmo, quando integrado a outros sistemas, funciona corretamente (requisto de sistema / aeronave áreas multidisciplinares) Fluxo de Certificação de Software CTA-IFI-CAvC-ESW 32

33 Integração SW/HW Aprova Requisitos de sistemas atendidos Desvios não afetam segurança Limitações conhecidas (Manual de Vôo) PSAC, SCI e SAS aprovados TSO Silver/Black Label Fluxo de Certificação de Software CTA-IFI-CAvC-ESW 33

34 Integração SW/HW Obs Durante Desenvolvimento Red Label (completo, parcial) Controle de Configuração e Conformidade -> SAS/SCI Ensaios (definição das partes/módulos) Reportar ajustes, correções Evolução (análise, controle de configuração, etc) Pós aprovação ( Silver/Black Label ) CIA (software, sistemas e aeronave) PSAC, SAS, SCI CTA-IFI-CAvC-ESW 34

35 RCE Contexto de Atuação Elo entre a CAvC e Empresa Coordenar e planejar atividades Propor procedimentos Interagir com outras áreas de sistemas Analisar/aprovar relatórios Acompanhar e identificar pontos críticos e/ou impactos para certificação CTA-IFI-CAvC-ESW 35

36 RCE Contexto de Atuação Acompanhar reuniões técnicas Testemunhar ensaios Participar do loop : BS, DCA, OE, MMEL, AFM, Conformidade, Ensaios Reportar atividades mensalmente CTA-IFI-CAvC-ESW 36

37 RCE Contexto de Atuação Req. CAcV / ESW AUTORIDADE RCE líder REQUERENTE RCE PRP RCE LDG RCE INT RCE AVC RCE AMS RCE ELS RCE FCS RCE AFCS RCE FUE CTA-IFI-CAvC-ESW 37

38 RCE Contexto de Atuação Aut CAcV / ESW AUTORIDADE RCE REQUERENTE Empresa CTA-IFI-CAvC-ESW 38

39 Casos Reais 1/2 tories.html (exemplos abaixo) Ariane 5 Explodes After Lift-Off - Software error in the inertial guidance system; 500 scientists spent more than 10 years and $500 million to develop the Cluster satellites, which now are lost. Air Canada Boeing 767 Crash Lands - Wrong units caused flaw in fuel calculation; all people survived. Nose of plane severely damaged. Plane was later repaired DC-8 Cargo Plane Crashes - Wrong unit caused flaw in calculating the power supply to the engines; 3 dead CTA-IFI-CAvC-ESW 39

40 Casos Reais 2/2 Airbus A320 Crashes - Pilot pushed the wrong button, setting the plane's engines on idle; 2 people killed Another Airbus A320 Crashes - Confusing interface causes pilots to mistake flight-pathangle for vertical speed modes of descent; 87 people killed. U.S.S. Vincennes Shoots Down Passenger Airliner - Inadequate Aegis interface does not display altitude information; 290 people killed. CTA-IFI-CAvC-ESW 40

41 Conclusão O processo de certificação de software visa, sumariamente, verificar/validar a implementação dos requisitos de software, provenientes dos requisitos de sistemas. Não tem por objetivo verificar se os mesmos requisitos são, ou não, adequados. CTA-IFI-CAvC-ESW 41

42 Informações Adicionais links: pprovals/air_software/ livros: Arquitetura de Software (Mendes, Antônio) Engenharia de Software (Pressman, Roger) CTA-IFI-CAvC-ESW 42

43 Informações Adicionais ESW: Criada em Out/2002 Equipe: Edson Cury Benedito M. S. Mário Márcio Célio Oliveira Tel.: 0xx Fax: 0xx CTA-IFI-CAvC-ESW 43

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