Области исследований

ТЕХНОЛОГИЯ РАЗРАБОТКИ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ И ИНТЕГРАЦИИ КБО

Современные (тем более перспективные) бортовые вычислительные системы (БВС) представляют собой сложные технические системы, содержащие в своей структуре достаточно большое число автономных БЦВМ или вычислительных модулей, различающихся архи­тектурой, составом структуры и взаимодействием со своими абонентами, а также большой объем сложного бортового ПО. Созда­ние БВС представляет собой длительный, трудоемкий и дорогостоящий процесс. Сто­имость и реализуемость предлагаемых технических решений при этом становятся определяющими факторами разработки. Чтобы уложиться в заданные ограниче­ния по стоимости и сжатые сроки создания БВС, разработчики должны исполь­зовать новейшие информационные технологии. Эти технологии позволяют полу­чить высокую гибкость проектирования при минимизации стоимости анализа различных вариантов структуры и внесения неизбежных изменений, оставаться в заданных ограничениях по стоимости, обеспечивая высокое качество разработки. Особое значение в этих условиях приобретают современные технологии построения и отработки бортового ПО авиационных комплексов. Такие технологии должны позволить самолету оставаться эффективным в течение всего жизненного цикла. А это значит, что особое внимание должно быть уделено использованию архитектуры открытых систем, которая позволяет эффективно проводить модернизацию системы легко заменять устаревшие компоненты ПО на более новые.

Концепция открытой архитектуры обеспечивает проведение работ по общим принципам с использованием ограниченного набора унифицированных модулей и стандартных интерфейсов, который в случае необ­ходимости может быть расширен. Ориентация на стандартные модули, поддер­жанная принципами модульного ПО и сборочного программирования, и воз­можность использования на начальных этапах работ коммерческих модулей по­зволяют существенно сократить стоимость и сроки создания БВС.

В качестве примера рассмотрим вопросы организации вычислительного процесса для решения задач применения авиационных средств поражения (АСП).

В рамках цифрового бортового комплекса управления с применением достаточно мощных БЦВМ были реализованы следующие задачи:

Для решения задач применения оружия принята единая схема построения ПО. При решении боевых задач общий диспетчер  обеспечивает последовательное исполнение модулей, составляющих ядро конкретной группы задач. Программы ядра существенно различаются для разных типов АСП. После исполнения основных модулей расчета применения оружия (ядра) общий диспетчер запускает унифицированные программы, обеспечивающие расчет параметров управления самолетом и обеспечения безопасности от осколков. В процессе решения задачи прицеливания и наведения самолета в ПМО формируется необходимая информация для выдачи в систему индикации. Модуль формирования сигналов предупреждения о возможном попадании в  зону разлета осколков АСП (Увод). В модуле решается задача формирования сигналов предупреждения о возможном попадании самолета в зону разлета осколков АСП в зависимости от выбранного типа оружия и траекторных параметров движения носителя.

В ФГУП «ГосНИИАС» разработка бортового ПО современных комплексов ведется в соответствии с требованиями ГОСТ Р 51904-2002 «Программное обеспечение встроенных систем. Требования к содержанию и оформлению документов» (российский аналог DO-178B), который отражает специфику современных требований к процессам жизненного цикла программных средств встроенных систем реального времени высокого качества, преимущественно для авиационных, космических и транспортных систем. В стандарте значительное внимание уделяется обеспечению качества и функциональной безопасности ПО.

Первый этап заключается в разработке идеологии системы, в данном случае ядра КБО. На этом этапе создается так называемая стендово-имитационная среда, которая включает модели самолета и его информационных систем, внешней обстановки и т.п.

На втором этапе выполняется реализация ПО, т.е. кодирование и тестирование. Для этого создается комплекс программирования и отладки, включающий рабочие места программистов и целевую БЦВМ, объединенные в локальную сеть.

На третьем этапе используется комплекс полунатурного моделирования, позволяющий выполнить интеграцию бортового оборудования включая сопровождение летных испытаний.

Комплекс программирования и отладки (КПО) ПО предназначен для разработки, верификации, сопровождения, резервирования и архивации ПО и сопутствующей документации.

При разработке бортового ПО процессы жизненного цикла ПО сопровождаются и взаимодействуют с процессом верификации ПО и системы в целом в соответствии с требованиями ГОСТ Р 51904. Верификация — это процесс определения того, отвечает ли текущее состояние разработки, достигнутое на данном этапе, требованиям этого этапа. Процесс верификации ПО включает тестирование модулей в среде разработки, интеграционное тестирование в среде разработки и в БЦВМ, квалификационное тестирование ПО в БЦВМ, просмотр и анализ требований разных уровней, исходного кода и выходных результатов процессов интеграции.

Описанная технология разработки бортового ПО авиационных комплексов позволяет значительно сократить  сроки разработки, затраты на сопровождение и существенно повысить качество и надежность ПО.

 


Назад