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Embedded Systems für sicherheitsrelevante Anwendungen

Für höchste Anforderungen bei der Entwicklung, Verifizierung und Zulassung sicherheitskritischer Anwendungen und Systeme

Safety- und Mission-Critical Softwareentwicklung

Mit CADFEM/ANSYS Produkten und Dienstleistungen erfüllen Sie sicherheitsrelevante Zulassungsbestimmungen für Embedded Systeme mit einem um bis zu 85% reduzierten Zertifizierungsaufwand. Die automatisierten Zertifizierungsschritte sind dabei eng auf die Standards abgestimmt.

Allgemeine Einführung in das Thema Entwicklung von Embedded Systemen

Safety- oder Mission-Critical Softwareapplikationen (Embedded Software) unterliegen strengen Zertifizierungs- und Zulassungsbestimmungen. Systematische Fehler müssen hier nachweislich ausgeschlossen werden, was den Aufwand für Prozess, Entwicklung und Verifikation entsprechend erhöht.

bis zu 85%

weniger Test- und Verifikationsaufwand

durch
  • konsequent auf Modellebene durchgeführte Test- und Verifikationsprozesse
  • eine zuverlässige Fehler-Identifikation schon in der Prototyping- und Designphase
  • die initiale Vermeidung vieler Fehlerklassen durch den formalen Ansatz und die automatische Codegenerierung (durch ein DO-330 TQL-1 Tool)
  • die Einsparung von statischer Codeanalyse, Code Reviews und Modultests
  • hochgradig automatisierbare Integrationstests
50 %

geringere Entwicklungskosten

durch
  • kurze und direkte Designzyklen
  • durchgängiges Arbeiten von den Requirements bis zur dokumentierten Anwendung
  • die Einbindung in Continuous-Integration Strategien
  • die umfassende Unterstützung und Dokumentation (Zulassungsstrategie, Tool Qualification, Design, Testing)
50%

Zeiteinsparung in der Zulassung

durch
  • die schnellere Entwicklung und die stark vereinfachten Aktivitäten rund um Verifikation und Validierung und die daraus resultierenden effizienten Workflows
  • gleiche, nachweisbar eindeutige und vollständige Modelle, Requirements, Codes und Dokumentationen
  • bewährte Strategien, Certification Kits und Planungsdokumente (Entwicklungsplan, Testplan etc.)

Komplett-Lösungen für höchste Anforderungen

ANSYS und CADFEM liefern Komplett-Lösungen für die grafische Erstellung, Verifizierung und automatische Generierung sicherheitskritischer System- und Softwareanwendungen mit hohen Anforderungen an funktionale Sicherheit, Robustheit und Zuverlässigkeit. Die relevanten Anforderungen sind durch verschiedene Sicherheitsbehörden in Standards festgeschrieben:

  • DO-178C bis Level A – (Aerospace & Defense)
  • IEC 61508 bis zu SIL 3 – (Industrial / Generic Functional Safety)
  • EN 50128 bis zu SIL 3/4 – (Rail Transportation)
  • IEC 60880 Konformität – (Nuclear Energy)
  • ISO 26262 bis zu ASIL D – (Automotive)

Spezifikations- und Designmodelle helfen, Anforderungen, Entwürfe, Analysen, Verifikations- und Validierungstätigkeiten im Entwicklungszyklus zu definieren und zu strukturieren. Die unterschiedlichen Standards zeigen Wege auf, um einzelne Entwicklungs- und Verifikationsschritte abzusichern bzw. das Erreichen von Safety Objectives nachzuweisen.

Die Qualifikation eines Tools ist erforderlich, wenn durch Standards geforderte Prozesse eliminiert, reduziert oder automatisiert werden sollen, ohne dass die Ergebnisse verifiziert werden müssen. Wenn beispielsweise in der Coding Phase eine Applikation in C- Code umgesetzt wird, ist es erforderlich bestimmte Eigenschaften des Codes nachzuweisen:

  • Korrekte Funktion in Bezug auf die Anforderungen
  • Vollständigkeit
  • Konsistenz
  • Keine gefährlichen Konstrukte (z.B. Zeiger- oder Speicheroperationen)
  • Kein Dead Code

Das führt zu einem erheblichen Aufwand zur Verifikation:

  • Low- Level Modultests
  • Statische Codeanalyse
  • Unabhängige Code Reviews mit geeigneten Checklisten
  • Testabdeckungsmessung auf dem Code

Mit einem qualifizierbaren Codegenerator, der nachweislich bestimmte Eigenschaften des generierten Codes sicherstellt, können bestimmte sonst notwendige Aktivitäten wegfallen, auf die Modellebene gehoben und damit stark vereinfacht werden.

ANSYS SCADE setzt Maßstäbe für die automatisierte Code-Erstellung. Alle sicherheitskritischen Komponenten werden zuverlässig aufeinander abgestimmt. So entfällt praktisch die Coding-Phase und der Code kann direkt auf die Zielplattform integriert werden.

Die Durchgängigkeit der Modellierung (Safety-Analyse, Architektur, Softwaredesign und HMI) in Kombination mit einem qualifizierbaren bzw. zertifizierten Codegenerator ermöglicht es, viele notwendige Nachweise bereits auf dem Modell zu erreichen.
Durch den frühen Nachweis im Prozess werden spätere Änderungen und Korrekturen auf ein Minimum reduziert:

  • Statische Analyse von Konsistenz und Vollständigkeit
  • Dynamische Simulation, auch im Zusammenspiel mit physikalischen Modellen der Umgebung
  • Modellbasierte Analyse der Testabdeckung
  • Modellbasierter Testprozess
  • Statische Analyse von Stack-Verbrauch und WCET (sichere obere Schranke für die Ausführungszeit auf der Zielplattform)

ANSYS SCADE wurde in Einklang mit den industriespezifischen Standards und Prozessen entwickelt und hat diese entscheidend mit geprägt. Die Kombination aus langjähriger Zulassungserfahrung, bewährten Werkzeugen und einem strikten internen Entwicklungsprozess garantieren den Zertifizierungserfolg.

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