2nd international conference “integrated modular avionics and cns/atm”
DESCRIPTION
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 - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
![Page 1: 2nd International Conference “Integrated Modular Avionics and CNS/ATM”](https://reader033.vdocuments.us/reader033/viewer/2022061618/56813366550346895d9a7e44/html5/thumbnails/1.jpg)
2nd International Conference“Integrated Modular Avionics and CNS/ATM”
Методы и инструментальные средства поддержки автоматизированного проектирования КБО на базе ИМА
Computer-aided design methodsfor Avionics based on IMA and support tools
Igor Koverninskiy
MAKS-2013 Air Show, August 29, 2013
![Page 2: 2nd International Conference “Integrated Modular Avionics and CNS/ATM”](https://reader033.vdocuments.us/reader033/viewer/2022061618/56813366550346895d9a7e44/html5/thumbnails/2.jpg)
2
Интегрированная модульная архитектура
СAN
ARINC 664(AFDX)
ATA-21 ПО1
ATA-21 ПО2
ATA-31 ПО1
ATA-22 ПО1
ATA-22 ПО2
ATA-23 ПО1
ATA-23 ПО2
Коммутатор
AFDX
Концентраторданных
Удаленныйконцентратор
данных
Федеративнаясистема
ARINC 429
Аналоговые и дискретные интерфейсы
датчик 211 датчик 221силовойпривод 211 датчик 222
силовойпривод 231силовой
привод 212 силовойпривод 221
Процессорный модульСРМ 1
• ARINC 653 RTOS• Drivers• I/O routing• ARINC-615A• BIT• InstrumentationБа
зово
е П
О AR
INC
818
Дисплей
Мезонины
графический
массовой памяти
……………
датчик 212
Процессорный модульСРМ 2
• ARINC 653 RTOS• Drivers• I/O routing• ARINC-615A• BIT• InstrumentationБа
зово
е П
О
![Page 3: 2nd International Conference “Integrated Modular Avionics and CNS/ATM”](https://reader033.vdocuments.us/reader033/viewer/2022061618/56813366550346895d9a7e44/html5/thumbnails/3.jpg)
3
Система ИМА & Платформа ИМА
СAN
ARINC 664(AFDX)
Коммутатор
AFDX
Концентраторданных
Удаленныйконцентратор
данных
Федеративнаясистема
ARINC 429
датчик 211 датчик 221силовойпривод 211 датчик 222
силовойпривод 231
Система ИМА
силовойпривод 212 силовой
привод 221
ПлатформаИМА
AR
INC
818
Дисплей
Мезонины
графический
массовой памяти
……………
датчик 212
Аналоговые и дискретные интерфейсы
ATA-21 ПО1
ATA-21 ПО2
ATA-31 ПО1
ATA-22 ПО1
ATA-22 ПО2
ATA-23 ПО1
ATA-23 ПО2
Процессорный модульСРМ 1
• ARINC 653 RTOS• Drivers• I/O routing• ARINC-615A• BIT• InstrumentationБа
зово
е П
О
Процессорный модульСРМ 2
• ARINC 653 RTOS• Drivers• I/O routing• ARINC-615A• BIT• InstrumentationБа
зово
е П
О
![Page 4: 2nd International Conference “Integrated Modular Avionics and CNS/ATM”](https://reader033.vdocuments.us/reader033/viewer/2022061618/56813366550346895d9a7e44/html5/thumbnails/4.jpg)
4
Компоненты платформы
Дисплей
ATA-21 ПО1
ATA-21 ПО2
ATA-31 ПО1
ATA-22 ПО1
ATA-22 ПО2
ATA-23 ПО1
ATA-23 ПО2
Процессорный модульСРМ 1
• ARINC 653 RTOS• Drivers• I/O routing• ARINC-615A• BIT• InstrumentationБа
зово
е П
О
Процессорный модульСРМ 2
• ARINC 653 RTOS• Drivers• I/O routing• ARINC-615A• BIT• InstrumentationБа
зово
е П
О
Коммутатор
AFDX
Концентраторданных
Удаленныйконцентратор
данных
Федеративнаясистема
датчик 211 датчик 221силовойпривод 211 датчик 222
силовойпривод 231
Система ИМА
силовойпривод 212 силовой
привод 221
ПлатформаИМА
Мезонины
графический
массовой памяти
……………
датчик 212
Компонентыплатформы
![Page 5: 2nd International Conference “Integrated Modular Avionics and CNS/ATM”](https://reader033.vdocuments.us/reader033/viewer/2022061618/56813366550346895d9a7e44/html5/thumbnails/5.jpg)
5
ATA-XX & ATA-YY
ATA-YY
Коммутатор
AFDX
Концентраторданных
Удаленныйконцентратор
данных
Федеративнаясистема
датчик 211 датчик 221силовойпривод 211 датчик 222
силовойпривод 231
Система ИМА
силовойпривод 212 силовой
привод 221
ПлатформаИМА
датчик 212
ATA-ХХ
ATA-21 ПО1
ATA-21 ПО2
ATA-31 ПО1
ATA-22 ПО1
ATA-22 ПО2
ATA-23 ПО1
ATA-23 ПО2
Процессорный модульСРМ 1
• ARINC 653 RTOS• Drivers• I/O routing• ARINC-615A• BIT• InstrumentationБа
зово
е П
О
Процессорный модульСРМ 2
• ARINC 653 RTOS• Drivers• I/O routing• ARINC-615A• BIT• InstrumentationБа
зово
е П
О
Мезонины
графический
массовой памяти
……………
Дисплей
![Page 6: 2nd International Conference “Integrated Modular Avionics and CNS/ATM”](https://reader033.vdocuments.us/reader033/viewer/2022061618/56813366550346895d9a7e44/html5/thumbnails/6.jpg)
6
Конфигурационные данные платформы ИМА
Процессорный модульСРМ 1
• ARINC 653 RTOS• Drivers• I/O routing• ARINC-615A• BIT• InstrumentationБа
зово
е П
О
Процессорный модульСРМ 2
• ARINC 653 RTOS• Drivers• I/O routing• ARINC-615A• BIT• InstrumentationБа
зово
е П
О
Коммутатор
AFDX
Концентраторданных
Удаленныйконцентраторданных
Федеративнаясистема
датчик 211 датчик 221силовойпривод 211 датчик 222
силовойпривод 231
Система ИМА
силовойпривод 212 силовой
привод 221
ПлатформаИМА
Дисплей
Мезонины
графический
массовой памяти
……………
датчик 212
CPM Cfg
MW Cfg
CPM Cfg
AFDX Cfg
MW Cfg
DC Cfg RDC Cfg
ATA-21 ПО1
ATA-21 ПО2
ATA-31 ПО1
ATA-22 ПО1
ATA-22 ПО2
ATA-23 ПО1
ATA-23 ПО2
![Page 7: 2nd International Conference “Integrated Modular Avionics and CNS/ATM”](https://reader033.vdocuments.us/reader033/viewer/2022061618/56813366550346895d9a7e44/html5/thumbnails/7.jpg)
7
Проектирование & Интеграция Системы
Проектированиесистемы
Процессы создания КБО
Функциональные
Требования Самолета
Процессы системной группы ИМА Интеграциясистемы
РазработкаФПО АТА-ХХ
Разработкааппаратуры
Создание архитектурной модели системы ИМА
Уточнение деталей реализации системы
Генерация таблиц конфигураций
•согласование интерфейсов, валидация архитектуры:
•анализ отказобезопасности;•проверка загрузки процессоров;•проверка пропускной способности и латентности сети;
•проверка распределения памяти;
•проверка загрузки шин ввода-вывода.
•валидация уточненной модели;
•оптимизация распределения ФПО по модулям;
•генерация расписаний;•имитационное моделированиеи виртуальная интеграция
•компонентов и их моделей.
•ARINC-653 систем;•драйверов устройств;•связующего ПО;•элементов AFDX сети;•имитационной среды моделирования.
![Page 8: 2nd International Conference “Integrated Modular Avionics and CNS/ATM”](https://reader033.vdocuments.us/reader033/viewer/2022061618/56813366550346895d9a7e44/html5/thumbnails/8.jpg)
8
Что такое MASIW?
8
Программный комплекс, предназначенный для автоматизации деятельности системной группы ИМА (IMA-SG)
Роли в системной группе: Конструктор системы ИМА; Координатор ATA-XX; Координатор поставщиков компонент платформы (PCS); Системный интегратор ИМА; Верификатор системы ИМА
Уточнениемодели
Генерацияконфигурационных
данных
Процессы проектированиясистемной группы ИМА
Процессы по управлению изменениями системной группы ИМА
Интеграционные процессы системной группы ИМА
![Page 9: 2nd International Conference “Integrated Modular Avionics and CNS/ATM”](https://reader033.vdocuments.us/reader033/viewer/2022061618/56813366550346895d9a7e44/html5/thumbnails/9.jpg)
9
Роли системной группы ИМА (1)
Конструктор системы ИМА:
проектирует систему ИМА;
разрабатывает проектную документацию системы ИМА
Координатор ATA-XX:
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
![Page 10: 2nd International Conference “Integrated Modular Avionics and CNS/ATM”](https://reader033.vdocuments.us/reader033/viewer/2022061618/56813366550346895d9a7e44/html5/thumbnails/10.jpg)
10
Роли системной группы ИМА (2)
Координатор PCS : координирует взаимодействие с PCS, включая:
•первичное определение характеристик компонентов платформы и будущие запросы на изменения;
•конфигурацию компонентов платформы
Системный интегратор ИМА: подготавливает полный набор конфигурационных данных для:
• процессорных модулей;• модулей концентратора данных;• модулей удаленного концентратора данных;• сети AFDX;• базового ПО
![Page 11: 2nd International Conference “Integrated Modular Avionics and CNS/ATM”](https://reader033.vdocuments.us/reader033/viewer/2022061618/56813366550346895d9a7e44/html5/thumbnails/11.jpg)
11
Роли системной группы ИМА (3)
Верификатор системы ИМА : верифицирует проект системы ИМА;
верифицирует конфигурационные данные системы ИМА
![Page 12: 2nd International Conference “Integrated Modular Avionics and CNS/ATM”](https://reader033.vdocuments.us/reader033/viewer/2022061618/56813366550346895d9a7e44/html5/thumbnails/12.jpg)
12
Целевые характеристики MASIW
Автоматизация работы системной группы ИМА с целью:
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
Удобство эксплуатации;Простота интеграции с внешними инструментами
![Page 13: 2nd International Conference “Integrated Modular Avionics and CNS/ATM”](https://reader033.vdocuments.us/reader033/viewer/2022061618/56813366550346895d9a7e44/html5/thumbnails/13.jpg)
13
Процессы проектированиясистемной группы ИМА
Отчето верификациисистемы ИМА
Проектсистемы ИМА
Системная группа ИМА
MASIWВерификаторсистемы ИМАКонструктор
воздушногосудна
Аналитикпо безопасности
Конструкторсистемы ИМА
Координаторпоставщиков
компонентов платформы
Поставщиккомпонентовплатформы
Разработчиксистемы АТА-ХХ
Координатор АТА-ХХ
Разработчиксистемы АТА-YY
КоординаторАТА-YY
Системы АТА-ХХ,размещенные в ИМА
Системы АТА-YY, неразмещенные в ИМА
ХранилищеАрхитектурных
моделей
ArchDB
Системауправления
требованиями
RMS
Системаподдержки
взаимодействия
СMSСистема
поддержкивзаимодействия
СMSСистема
поддержкивзаимодействия
СMS
![Page 14: 2nd International Conference “Integrated Modular Avionics and CNS/ATM”](https://reader033.vdocuments.us/reader033/viewer/2022061618/56813366550346895d9a7e44/html5/thumbnails/14.jpg)
14
Хранилище Архитектурной модели
ХранилищеАрхитектурных
моделей
(ArchDB)
Проект системы ИМА
Распределение Функциональных приложений по аппаратным компонентам
Параметры Проекта
Библиотекакомпонентов платформы
Моделикомпонентовплатформы
Моделикомпонентовплатформы
Моделикомпонентовплатформы
Логическая архитектурасистемы ИМА
Моделисистем АТА-ХХ
Моделисистем АТА-ХХ
Моделисистем АТА-ХХ, систем ATA-YY
Топология платформы
![Page 15: 2nd International Conference “Integrated Modular Avionics and CNS/ATM”](https://reader033.vdocuments.us/reader033/viewer/2022061618/56813366550346895d9a7e44/html5/thumbnails/15.jpg)
15
Библиотекакомпонентов платформы
Проект системы ИМА
Топология платформы
Моделикомпонентовплатформы
Распределение Функциональных приложений по аппаратным компонентам
Логическая архитектурасистемы ИМА
Моделисистем АТА-ХХ
Моделисистем АТА-ХХ
Моделисистем АТА-ХХ,систем ATA-YY
Параметры Проекта
Создание проектной инфраструктуры
REALRule Editor
Редактор правил REAL
RMS (Requirements Management System – Система управления требованиями) хранит документацию;
Конструктор системы ИМА формализует: соответствующие требования стандартов разработки
и высокоуровневой спецификации ВС (например,максимальная загрузка процессора и информационногоканала для первоначального проектирования)
ХранилищеАрхитектурных
моделей
ArchDB
Отчето верификациисистемы ИМА
Проектсистемы ИМА
Верификаторсистемы ИМА
Аналитикпо безопасности
КоординаторПоставщиков
компонентов платформы
Поставщиккомпонентовплатформы
Разработчиксистемы АТА-ХХ
Координатор АТА-ХХ
Разработчиксистемы АТА-YY
КоординаторАТА-YY
Системаподдержки
взаимодействия
Системаподдержки
взаимодействия
Системаподдержки
взаимодействия
Конструкторвоздушного
судна
Конструкторсистемы ИМА
Системауправления
требованиями
ХранилищеАрхитектурных
моделей
ArchDB
Конструктор ВС (ВС –Воздушное Судно) обеспечивает: высокоуровневую спецификацию ВС; стандарт проектирования ИМА; список ATA-XX систем, размещенных
на платформе ИМА
![Page 16: 2nd International Conference “Integrated Modular Avionics and CNS/ATM”](https://reader033.vdocuments.us/reader033/viewer/2022061618/56813366550346895d9a7e44/html5/thumbnails/16.jpg)
16
Формирование архитектурных моделей
систем АТА-ХХ
Отчето верификациисистемы ИМА
Проектсистемы ИМА
Верификаторсистемы ИМАКонструктор
воздушногосудна
Аналитикпо безопасности
Конструкторсистемы ИМА
КоординаторПоставщиков
компонентов платформы
Поставщиккомпонентовплатформы
Разработчиксистемы АТА-YY
КоординаторАТА-YY
Системаподдержки
взаимодействия
Системаподдержки
взаимодействия
Системауправления
требованиями
Разработчиксистемы АТА-ХХ
Координатор АТА-ХХ
Системаподдержки
взаимодействия
ХранилищеАрхитектурных
моделей
ArchDB
AADLModel Editor
Редактор AADL моделей
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)
Координатор ATA-XX формализует все данные в модели системы ATA-XX
Параметры Проекта
Библиотекакомпонентов платформы
Проект системы ИМА
Топология платформы
Моделикомпонентовплатформы
Распределение Функциональных приложений по аппаратным компонентам
Логическая архитектурасистемы ИМА
Моделисистем АТА-ХХ
Моделисистем АТА-ХХ
Моделисистем ATA-ХХ
ХранилищеАрхитектурных
моделей
ArchDB
REALRule Editor
![Page 17: 2nd International Conference “Integrated Modular Avionics and CNS/ATM”](https://reader033.vdocuments.us/reader033/viewer/2022061618/56813366550346895d9a7e44/html5/thumbnails/17.jpg)
17
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)
![Page 18: 2nd International Conference “Integrated Modular Avionics and CNS/ATM”](https://reader033.vdocuments.us/reader033/viewer/2022061618/56813366550346895d9a7e44/html5/thumbnails/18.jpg)
18
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)
![Page 19: 2nd International Conference “Integrated Modular Avionics and CNS/ATM”](https://reader033.vdocuments.us/reader033/viewer/2022061618/56813366550346895d9a7e44/html5/thumbnails/19.jpg)
19
Отчето верификациисистемы ИМА
Проектсистемы ИМА
Верификаторсистемы ИМАКонструктор
воздушногосудна
Аналитикпо безопасности
Конструкторсистемы ИМА
Разработчиксистемы АТА-YY
КоординаторАТА-YY
Системаподдержки
взаимодействия
Системауправления
требованиями
Разработчиксистемы АТА-ХХ
Координатор АТА-ХХ
Системаподдержки
взаимодействия
Поставщиккомпонентовплатформы
КоординаторПоставщиков
компонентов платформы
Системаподдержки
взаимодействия
ХранилищеАрхитектурных
моделей
ArchDB
Формирование архитектурных моделей
компонентов платформы
REALRule Editor
Редактор правил REAL
AADLModel Editor
Редактор AADL моделей
Поставщик компонентов платформы предоставляет спецификацию компонента:
характеристики аппаратногообеспечения (включая возможные вариации):
процессор, память;порты ввода-вывода и шины
предварительные Правила и ограниченияиспользования компонентов платформы(preliminary Usage Domain Rules)
Координатор PCSформализует данные в модели компонента платформы
Параметры Проекта
Библиотекакомпонентов платформы
Проект системы ИМА
Топология платформы
Распределение Функциональных приложений по аппаратным компонентам
Логическая архитектурасистемы ИМА
Моделисистем АТА-ХХ
Моделисистем АТА-ХХ
Моделисистем АТА-ХХ,систем ATA-YY
Моделикомпонентовплатформы
ХранилищеАрхитектурных
моделей
ArchDB
![Page 20: 2nd International Conference “Integrated Modular Avionics and CNS/ATM”](https://reader033.vdocuments.us/reader033/viewer/2022061618/56813366550346895d9a7e44/html5/thumbnails/20.jpg)
20
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
Отчето верификациисистемы ИМА
Проектсистемы ИМА
Верификаторсистемы ИМАКонструктор
воздушногосудна
Аналитикпо безопасности
Конструкторсистемы ИМА
Системауправления
требованиями
Разработчиксистемы АТА-ХХ
Координатор АТА-ХХ
Системаподдержки
взаимодействия
Поставщиккомпонентовплатформы
КоординаторПоставщиков
компонентов платформы
Системаподдержки
взаимодействия
Разработчиксистемы АТА-YY
КоординаторАТА-YY
Системаподдержки
взаимодействия
ХранилищеАрхитектурных
моделей
ArchDB
Координатор ATA-YY формализует все данные в высокоуровневой модели ATA-YY
AADLModel Editor
Редактор AADL моделей
Параметры Проекта
Библиотекакомпонентов платформы
Проект системы ИМА
Топология платформы
Моделикомпонентовплатформы
Распределение Функциональных приложений по аппаратным компонентам
Логическая архитектурасистемы ИМА
Моделисистем АТА-ХХ
Моделисистем АТА-ХХ
Моделисистем ATA-YY
ХранилищеАрхитектурных
моделей
ArchDB
![Page 21: 2nd International Conference “Integrated Modular Avionics and CNS/ATM”](https://reader033.vdocuments.us/reader033/viewer/2022061618/56813366550346895d9a7e44/html5/thumbnails/21.jpg)
21
Параметры Проекта
Библиотекакомпонентов платформы
Проект системы ИМА
Топология платформы
Моделикомпонентовплатформы
Распределение Функциональных приложений по аппаратным компонентам
Логическая архитектурасистемы ИМА
Моделисистем АТА-ХХ
Моделисистем АТА-ХХ
Моделисистем АТА-ХХсистем ATA-YY
Проектирование системы ИМА
Designer
Конструктор
AADLModel Editor
Редактор AADL моделей
Отчето верификациисистемы ИМА
Проектсистемы ИМА
Верификаторсистемы ИМАКонструктор
воздушногосудна
Аналитикпо безопасности
Системауправления
требованиями
Разработчиксистемы АТА-ХХ
Координатор АТА-ХХ
Системаподдержки
взаимодействия
Поставщиккомпонентовплатформы
КоординаторПоставщиков
компонентов платформы
Системаподдержки
взаимодействия
Разработчиксистемы АТА-YY
КоординаторАТА-YY
Системаподдержки
взаимодействия
Конструкторсистемы ИМА
ХранилищеАрхитектурных
моделей
ArchDB
ХранилищеАрхитектурных
моделей
ArchDB
Аnalyzer
Анализатор моделей
Конструктор системы ИМА разрабатывает архитектуру системы ИМАструктуру и топологию платформы ИМА;размещение функциональных приложений
по модулям CPM;циклограммы выполнения функциональных
приложений;распределение коммуникационных потоков АТА-ХХ
на виртуальные каналы AFDX и/или другие шины;конфигурацию компонентов
базового ПО
![Page 22: 2nd International Conference “Integrated Modular Avionics and CNS/ATM”](https://reader033.vdocuments.us/reader033/viewer/2022061618/56813366550346895d9a7e44/html5/thumbnails/22.jpg)
22
Хранилище Архитектурной модели
Топология платформы
ХранилищеАрхитектурных
моделей
(ArchDB)
Проект системы ИМА
Параметры Проекта
Библиотекакомпонентов платформы
ПлатформаИМА
КоммутаторAFDX
Концентраторданных
Удаленныйконцентратор
данных
Мезониныграфический
массовой памяти……………
ПроцессорныймодульСРМ 1
ПроцессорныймодульСРМ 2
Распределение Функциональных приложений по аппаратным компонентам
КоммутаторAFDX
Концентраторданных
Удаленныйконцентратор
данных
Мезониныграфический
массовой памяти……………
ПроцессорныймодульСРМ
Логическаяархитектура
системы ИМА
22
СAN
ARINC 664(AFDX)
КоммутаторAFDX
Концентраторданных
Удаленныйконцентратор
данных
Федеративнаясистема
ARINC 429
датчик 211 датчик 221
Система ИМА
ПлатформаИМА
AR
INC
818
Мезониныграфический
массовой памяти……………
Аналоговые и дискретные интерфейсы
ATA-21 ПО1ATA-21 ПО2
ATA-31 ПО1
ПроцессорныймодульСРМ 1
• ARINC 653 RTOS• Drivers• I/O routing• ARINC-615A• BIT• InstrumentationБа
зово
е ПО
датчик 212
датчик 222
силовойпривод 221 силовой
привод 231силовойпривод 212
силовойпривод 211
ATA-22 ПО1ATA-22 ПО2
ATA-23 ПО1ATA-23 ПО2
ПроцессорныймодульСРМ 2
• ARINC 653 RTOS• Drivers• I/O routing• ARINC-615A• BIT• InstrumentationБа
зово
е ПО
Дисплей
![Page 23: 2nd International Conference “Integrated Modular Avionics and CNS/ATM”](https://reader033.vdocuments.us/reader033/viewer/2022061618/56813366550346895d9a7e44/html5/thumbnails/23.jpg)
23
Оценка безопасности архитектурысистемы ИМА
Model Exporter
Экспортер модели
Отчето верификациисистемы ИМА
Проектсистемы ИМА
Верификаторсистемы ИМАКонструктор
воздушногосудна
Системауправления
требованиями
Разработчиксистемы АТА-ХХ
Координатор АТА-ХХ
Системаподдержки
взаимодействия
Поставщиккомпонентовплатформы
КоординаторПоставщиков
компонентов платформы
Системаподдержки
взаимодействия
Разработчиксистемы АТА-YY
КоординаторАТА-YY
Системаподдержки
взаимодействия
Аналитикпо безопасности
Конструкторсистемы ИМА
ХранилищеАрхитектурных
моделей
ArchDB
Конструктор системы ИМА передает проект системы ИМА
Аналитику по безопасности
Аналитик по безопасности принимает участие в разработке ИМА; проводит анализ проекта системы ИМА
с точки зрения безопасности с использованиемFHA (Оценка Функциональной Опасности) и PASA (Предварительная Оценка Безопасности) уровня ВС;
предоставляет отчет по анализу безопасности системы ИМА
![Page 24: 2nd International Conference “Integrated Modular Avionics and CNS/ATM”](https://reader033.vdocuments.us/reader033/viewer/2022061618/56813366550346895d9a7e44/html5/thumbnails/24.jpg)
24
Верификация архитектуры системы ИМА
Проектсистемы ИМА
Конструкторвоздушного
судна
Системауправления
требованиями
Разработчиксистемы АТА-ХХ
Координатор АТА-ХХ
Системаподдержки
взаимодействия
Поставщиккомпонентовплатформы
КоординаторПоставщиков
компонентов платформы
Системаподдержки
взаимодействия
Разработчиксистемы АТА-YY
КоординаторАТА-YY
Системаподдержки
взаимодействия
Аналитикпо безопасности
Конструкторсистемы ИМА
Отчето верификациисистемы ИМА
Верификаторсистемы ИМА
ХранилищеАрхитектурных
моделей
ArchDB
Верификатор системы ИМА 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) подготавливает Отчет о
верификации системы ИМА;
Аnalyzer
Анализатор модели
24
![Page 25: 2nd International Conference “Integrated Modular Avionics and CNS/ATM”](https://reader033.vdocuments.us/reader033/viewer/2022061618/56813366550346895d9a7e44/html5/thumbnails/25.jpg)
25
Формирование проектной документации
Конструктор системы ИМА предоставляет окончательные версии:
документации проекта системы ИМА;модели системы
Конструкторвоздушного
судна
Системауправления
требованиями
Разработчиксистемы АТА-ХХ
Координатор АТА-ХХ
Системаподдержки
взаимодействия
Поставщиккомпонентовплатформы
КоординаторПоставщиков
компонентов платформы
Системаподдержки
взаимодействия
Разработчиксистемы АТА-YY
КоординаторАТА-YY
Системаподдержки
взаимодействия
Аналитикпо безопасности
Отчето верификациисистемы ИМА
Верификаторсистемы ИМА
Проектсистемы ИМА
Конструкторсистемы ИМА
ХранилищеАрхитектурных
моделей
ArchDB
![Page 26: 2nd International Conference “Integrated Modular Avionics and CNS/ATM”](https://reader033.vdocuments.us/reader033/viewer/2022061618/56813366550346895d9a7e44/html5/thumbnails/26.jpg)
26
Процессы по управлению изменениями системной группы
ИМА
Отчето верификациисистемы ИМА
Проектсистемы ИМА
Системная группа ИМА
MASIW
Верификаторсистемы ИМА
Аналитикпо безопасности
Конструкторсистемы ИМА
Координаторпоставщиков
компонентов платформы
Поставщиккомпонентовплатформы
Разработчиксистемы АТА-ХХ
Координатор АТА-ХХ
Разработчиксистемы АТА-YY
КоординаторАТА-YY
ХранилищеАрхитектурных
моделей
(ArchDB)
Системаподдержки
взаимодействия
СMSСистема
поддержкивзаимодействия
СMSСистема
поддержкивзаимодействия
СMS
![Page 27: 2nd International Conference “Integrated Modular Avionics and CNS/ATM”](https://reader033.vdocuments.us/reader033/viewer/2022061618/56813366550346895d9a7e44/html5/thumbnails/27.jpg)
27
Процессы по управлению изменениями системной группы
ИМА
Конструктор ИМА, Координаторы АТА-ХХ и PCS: 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
Designer
Конструктор
Аnalyzer
Анализатор модели
Model Exporter
Экспортер модели
AADLModel Editor
Редактор AADL моделей
Аnalyzer
Анализатор модели
AADLModel Editor
Редактор AADL моделей
Системаподдержки
взаимодействия
СMS
CMS – Система управления взаимодействием состоит из:
Configuration Management System – Система контроля конфигурацииChange Request Management System – Система
управления запросами на изменение
![Page 28: 2nd International Conference “Integrated Modular Avionics and CNS/ATM”](https://reader033.vdocuments.us/reader033/viewer/2022061618/56813366550346895d9a7e44/html5/thumbnails/28.jpg)
28
Интеграционные процессысистемной группы ИМА
Системная группа ИМА
MASIWВерификаторсистемы ИМА
Системныйинтегратор ИМА
Координаторпоставщиков
компонентов платформы
Поставщиккомпонентовплатформы
Поставщиксистемы АТА-ХХ
Координатор АТА-ХХ
ХранилищеАрхитектурных
моделей
(ArchDB)
Системныйинтегратор ВС
Системаподдержки
взаимодействия
СMS
Системаподдержки
взаимодействия
СMSСистема
поддержкивзаимодействия
СMS
![Page 29: 2nd International Conference “Integrated Modular Avionics and CNS/ATM”](https://reader033.vdocuments.us/reader033/viewer/2022061618/56813366550346895d9a7e44/html5/thumbnails/29.jpg)
29
Конфигурация вычислительного модуля
Конфигурация модуля (МС)
Конфигурация уровня модуля
Конфигурация уровня раздела
Глобальнаяконфигурацияраздела (PGC)
Локальная конфигурацияраздела (PLC) включает:• мониторинг рабочего состояния раздела;• распределение памяти в разделе
ATA-XX разделы Ответственностьсистемной группы ИМА
ОтветственностьАТА-ХХ специалистов
• R
TOS
• баз
овое
ПО
• др
айве
ры
• R
TOS
• баз
овое
ПО
• др
айве
ры
Локальнаяконфигурацияраздела (PLC)
• RTOS
![Page 30: 2nd International Conference “Integrated Modular Avionics and CNS/ATM”](https://reader033.vdocuments.us/reader033/viewer/2022061618/56813366550346895d9a7e44/html5/thumbnails/30.jpg)
30
Верификаторсистемы ИМА
Системныйинтегратор ИМА
Координаторпоставщиков
компонентов платформы
Поставщиккомпонентовплатформы
Системныйинтегратор ВС
Системаподдержки
взаимодействия
Системаподдержки
взаимодействия
Поставщиксистемы АТА-ХХ
Координатор АТА-ХХ
ХранилищеАрхитектурных
моделей
ArchDB
Системаподдержки
взаимодействия
Первичная конфигурацияразделов АТА-ХХ
Координатор АТА-ХХ предоставляет: эмулятор ARINC 653; шаблон локальной конфигурации раздела PLC; глобальную конфигурацию раздела PGC; конфигурацию модуля МС
(МС)
(PGC)
(PLC)
Cfg Generator
Генераторконфигурационных
файлов
![Page 31: 2nd International Conference “Integrated Modular Avionics and CNS/ATM”](https://reader033.vdocuments.us/reader033/viewer/2022061618/56813366550346895d9a7e44/html5/thumbnails/31.jpg)
31
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);
правила и ограничения использования компонентов платформы (UDR)
Верификаторсистемы ИМА
Системныйинтегратор ИМА
Поставщиксистемы АТА-ХХ
Координатор АТА-ХХ
Системныйинтегратор ВС
Системаподдержки
взаимодействия
Системаподдержки
взаимодействия
Координаторпоставщиков
компонентов платформы
Поставщиккомпонентовплатформы
ХранилищеАрхитектурных
моделей
ArchDB
Системаподдержки
взаимодействия
Поставка компонентов платформы
PCS координатор обеспечивает: импортирование BareMC; формализацию Правил и ограничений
использования компонентов платформы* – некоторые компоненты и инструментальные средства могут быть поставлены 3-ми сторонами
REALRule Editor
Редактор правил REAL
Bare (МС)
Configurator
![Page 32: 2nd International Conference “Integrated Modular Avionics and CNS/ATM”](https://reader033.vdocuments.us/reader033/viewer/2022061618/56813366550346895d9a7e44/html5/thumbnails/32.jpg)
32
Верификаторсистемы ИМА
Системныйинтегратор ИМА
Координаторпоставщиков
компонентов платформы
Поставщиккомпонентовплатформы
Системныйинтегратор ВС
Системаподдержки
взаимодействия
Системаподдержки
взаимодействия
Поставщиксистемы АТА-ХХ
Координатор АТА-ХХ
ХранилищеАрхитектурных
моделей
ArchDB
Системаподдержки
взаимодействия
Окончательная конфигурацияразделов АТА-ХХ
Координатор АТА-ХХ предоставляет:доступ к компонентам платформы
и соответствующим инструментам; окончательную MC и PGC;Правила и ограничения
использования компонентов платформы (UDR)
Поставщик системы АТА-ХХ обеспечивает:окончательную PLC;загружаемое ПО АТА-ХХ;компоненты аппаратного обеспечения
АТА-ХХ
Координатор АТА-ХХимпортирует PLC в ArchDB
Cfg Generator
Генераторконфигурационных
файлов
Конфигурация модуля (МС)
(PGC)
(PLC)
![Page 33: 2nd International Conference “Integrated Modular Avionics and CNS/ATM”](https://reader033.vdocuments.us/reader033/viewer/2022061618/56813366550346895d9a7e44/html5/thumbnails/33.jpg)
33
Верификация конфигурациисистемы ИМА
Верификатор системы ИМАверифицирует конфигурацию
Интегратор системы ИМА предоставляет
таблицы конфигурации для всех компонентов платформы (ARINC-653 RTOS, AFDX network switches, endpoints, middleware)
Cfg АnalyzerАнализатор
конфигурации
Cfg Generator
Генераторконфигурационных
файлов
Координаторпоставщиков
компонентов платформы
Поставщиккомпонентовплатформы
Поставщиксистемы АТА-ХХ
Координатор АТА-ХХ
Системаподдержки
взаимодействия
Системаподдержки
взаимодействия
Системныйинтегратор ВС
Системаподдержки
взаимодействия
Верификаторсистемы ИМА
Системныйинтегратор ИМА
ХранилищеАрхитектурных
моделей
ArchDB
![Page 34: 2nd International Conference “Integrated Modular Avionics and CNS/ATM”](https://reader033.vdocuments.us/reader033/viewer/2022061618/56813366550346895d9a7e44/html5/thumbnails/34.jpg)
34
Архитектура MASIW
34
![Page 35: 2nd International Conference “Integrated Modular Avionics and CNS/ATM”](https://reader033.vdocuments.us/reader033/viewer/2022061618/56813366550346895d9a7e44/html5/thumbnails/35.jpg)
35
Архитектура MASIW
ХранилищеАрхитектурных
моделей
ArchDB
DesignerКонструктор
ConfiguratorКонфигуратор
Аnalyzer
Анализатормодели
AADLModel Editor
РедакторAADL моделей
REALRule Editor
Редактор правилREAL
Cfg GeneratorГенератор
конфигурационныхфайлов
Model Exporter
Экспортер модели
35
![Page 36: 2nd International Conference “Integrated Modular Avionics and CNS/ATM”](https://reader033.vdocuments.us/reader033/viewer/2022061618/56813366550346895d9a7e44/html5/thumbnails/36.jpg)
3636
Архитектурная модель
MASIW является программным комплексом использующим модельно-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
AADLModel Editor
![Page 37: 2nd International Conference “Integrated Modular Avionics and CNS/ATM”](https://reader033.vdocuments.us/reader033/viewer/2022061618/56813366550346895d9a7e44/html5/thumbnails/37.jpg)
3737
REAL
Подтверждение корректности распределения ресурсов и специализированных нефункциональных ограничений
REALRule Editor
REAL Checker
THEOREM PROCESS_FITFOREACH PRC IN PROCESS_SET DO PRCSRS := { V IN VIRTUAL_PROCESSOR_SET | IS_BOUND_TO(PRC, V)};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;
![Page 38: 2nd International Conference “Integrated Modular Avionics and CNS/ATM”](https://reader033.vdocuments.us/reader033/viewer/2022061618/56813366550346895d9a7e44/html5/thumbnails/38.jpg)
3838
Автоматическое распределение ресурсов
Распределение программных разделов
Распределение потоков данных
Задержки потоков данных
Возможность генерации расписания
Совместимость программных разделов
Требования конструктора ВС
Требования Поставщика ATA-XX
Требования поставщика компонент
Designer
Аnalyzer
![Page 39: 2nd International Conference “Integrated Modular Avionics and CNS/ATM”](https://reader033.vdocuments.us/reader033/viewer/2022061618/56813366550346895d9a7e44/html5/thumbnails/39.jpg)
3939
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
![Page 40: 2nd International Conference “Integrated Modular Avionics and CNS/ATM”](https://reader033.vdocuments.us/reader033/viewer/2022061618/56813366550346895d9a7e44/html5/thumbnails/40.jpg)
4040
Анализатор
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
Отчет оверификации
REAL Checker
IMA LatencyAnalyzer
AADL Simulator
Проект системы
Аnalyzer
AFDX NetworkAnalyzer
![Page 41: 2nd International Conference “Integrated Modular Avionics and CNS/ATM”](https://reader033.vdocuments.us/reader033/viewer/2022061618/56813366550346895d9a7e44/html5/thumbnails/41.jpg)
4141
Редактор AADL моделей
![Page 42: 2nd International Conference “Integrated Modular Avionics and CNS/ATM”](https://reader033.vdocuments.us/reader033/viewer/2022061618/56813366550346895d9a7e44/html5/thumbnails/42.jpg)
4242
Графический редактор
![Page 43: 2nd International Conference “Integrated Modular Avionics and CNS/ATM”](https://reader033.vdocuments.us/reader033/viewer/2022061618/56813366550346895d9a7e44/html5/thumbnails/43.jpg)
4343
Распределение ATA-XХ по CPM
![Page 44: 2nd International Conference “Integrated Modular Avionics and CNS/ATM”](https://reader033.vdocuments.us/reader033/viewer/2022061618/56813366550346895d9a7e44/html5/thumbnails/44.jpg)
44
MASIW 2013
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 AADLСтатический анализ и моделирование сети AFDXАнализатор 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 аппратурыПоддержка коллективной разработки через SVN, Git
Функциональные характеристики MASIW версии 2013:
ХранилищеАрхитектурных
моделей
ArchDB
v
AADLModel Editor
РедакторAADL моделей
REALRule Editor
Редактор правилREAL
Designer
Конструктор
Configurator
Конфигуратор
Аnalyzer
Анализатор модели
Cfg GeneratorГенератор
конфигурационныхфайлов
![Page 45: 2nd International Conference “Integrated Modular Avionics and CNS/ATM”](https://reader033.vdocuments.us/reader033/viewer/2022061618/56813366550346895d9a7e44/html5/thumbnails/45.jpg)
4545
Перспективы развития
Интеграция со стендами
Удобство эксплуатации
Реализация трассируемости требований
Проверка требований на AADL Constraints Annex
Поддержка методов оценки безопасности
Сертификация
![Page 47: 2nd International Conference “Integrated Modular Avionics and CNS/ATM”](https://reader033.vdocuments.us/reader033/viewer/2022061618/56813366550346895d9a7e44/html5/thumbnails/47.jpg)
47
Поставка системы ИМА
Координаторпоставщиков
компонентов платформы
Поставщиккомпонентовплатформы
Поставщиксистемы АТА-ХХ
Координатор АТА-ХХ
Системаподдержки
взаимодействия
Системаподдержки
взаимодействия
Верификаторсистемы ИМА
Системныйинтегратор ИМА
Системныйинтегратор ВС
ХранилищеАрхитектурных
моделей
ArchDB
Системаподдержки
взаимодействия
Интегратор системы ИМА предоставляет таблицы конфигурации для процессов интеграции, испытательных стендов и заключительной поставки
![Page 48: 2nd International Conference “Integrated Modular Avionics and CNS/ATM”](https://reader033.vdocuments.us/reader033/viewer/2022061618/56813366550346895d9a7e44/html5/thumbnails/48.jpg)
48
Детальная конфигурация системы ИМА
Системный интегратор ИМА обеспечивает:расширение BareMC до МС;подготовку окончательной глобальной конфигурации
раздела PGCдля каждого CPM
Configurator
Конфигуратор
Конфигурация модуля (МС)
(PGC)
(PLC)Верификаторсистемы ИМА
Координаторпоставщиков
компонентов платформы
Поставщиккомпонентовплатформы
Поставщиксистемы АТА-ХХ
Координатор АТА-ХХ
Системныйинтегратор ВС
Системаподдержки
взаимодействия
Системаподдержки
взаимодействия
Системаподдержки
взаимодействия
Системный
интегратор ИМА
ХранилищеАрхитектурных
моделей
ArchDB
![Page 49: 2nd International Conference “Integrated Modular Avionics and CNS/ATM”](https://reader033.vdocuments.us/reader033/viewer/2022061618/56813366550346895d9a7e44/html5/thumbnails/49.jpg)
49
Редактор модели
Конструктор системы ИМАформализует 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
Системнаягруппа ИМА
ХранилищеАрхитектурных
моделей
(ArchDB)
REALRule Editor
Редактор правил REAL
AADLModel Editor
Редактор AADL моделей
![Page 50: 2nd International Conference “Integrated Modular Avionics and CNS/ATM”](https://reader033.vdocuments.us/reader033/viewer/2022061618/56813366550346895d9a7e44/html5/thumbnails/50.jpg)
50
Конструктор
Автоматизация процесса проектирования системы ИМА
Конструкторсистемы ИМА
Designer
Конструктор
Проект системы ИМА
Топология платформы;Распределение
Функциональных приложений по аппаратным компонентам
Моделикомпонентовплатформы
Библиотекакомпонентов платформы
Модели
систем АТА-ХХ
Параметры Проекта
![Page 51: 2nd International Conference “Integrated Modular Avionics and CNS/ATM”](https://reader033.vdocuments.us/reader033/viewer/2022061618/56813366550346895d9a7e44/html5/thumbnails/51.jpg)
51
Анализатор
Используется конструктором системы ИМА в процессе проектирования
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
платформы
Отчето верификации
REAL Checker
Блок контроля правил REAL
AFDX NetworkAnalyzer
Анализатор сети AFDX
Simulator
Имитатор
Проектсистемы ИМА
Аnalyzer
Анализатор модели
![Page 52: 2nd International Conference “Integrated Modular Avionics and CNS/ATM”](https://reader033.vdocuments.us/reader033/viewer/2022061618/56813366550346895d9a7e44/html5/thumbnails/52.jpg)
52
Конфигуратор
Системный интегратор ИМА :подготавливает конфигурацию для компонентов
платформы (MC, PGC, PLC)
Configurator
Конфигуратор
Системныйинтегратор ИМА
Configurator
Конфигуратор
Экземпляркомпонентаплатформы
Экземплярраздела
системы АТА-ХХ
Экземпляркомпонентаплатформы
Экземплярраздела
системы АТА-ХХ
Конфигурациямодуля
Глобальнаяи локальная
конфигурацияразделов
Проект системы ИМАПроект системы ИМА
![Page 53: 2nd International Conference “Integrated Modular Avionics and CNS/ATM”](https://reader033.vdocuments.us/reader033/viewer/2022061618/56813366550346895d9a7e44/html5/thumbnails/53.jpg)
53
Генератор конфигурации
Координаторы PCS и АТА-ХХ импортируют таблицы конфигурации в части ответственности поставщиков (BareMC, PLC)
Интегратор системы ИМАсоздает таблицы конфигурации в своей зоне
ответственности (PGC, MC, AFDX);генерирует таблицы конфигурации для процессов
интеграции, испытательных стендов и заключительной поставки
Координатор АТА-ХХ генерирует таблицы
конфигурации для тестирования АТА-ХХ
ХранилищеАрхитектурных
моделей
ArchDB
Cfg ImporterИмпортер
конфигурации
Cfg GeneratorГенератор
конфигурационныхфайлов
Cfg ImporterИмпортер
конфигурации
Cfg GeneratorГенератор
конфигурационныхфайлов
Конфигурация RTOS ,Конфигурация сети AFDX