ГОСТ Р ИСО 26262-6—2014
Приложение В
(справочнное)
Разработка на основе модели
В.1 Цели
В настоящем приложении описывается основанная на модели концепция разработки программного обес
печения автомобиля и основные направления ее применения для разработки программного обеспечения изде
лий. применяемых в автотранспорте.
В.2 Общие положения
Математическое моделирование, которое широко используется во многих технических областях, также
начинает активно использоваться при разработке встроенного программного обеспечения. В автомобильной
промышленности моделирование используется для анализа реализуемой функциональности на концептуальном
уровне (замкнутый / незамкнутый контур управления, контроль), а также для моделирования реального поведе
ния физической системы (транспортного средства в окружающей среде).
Моделирование обычно осуществляется представленными на рынке коммерческими программными ин
струментальными средствами моделирования. Они поддерживают разработку и определение элементов систе мы
или программного обеспечения, а также их связи и интерфейсы с помощью полуформальных графических
моделей. Такие модели используют доступные для редактирования иерархические блок-схемы (например, схе мы
управления) и расширенные диаграммы изменения состояний (например, диаграммы состояний). Программ ные
инструментальные средства включают необходимые средства описания, вычислительные методы и интер
претаторы / компиляторы. Графические редакторы позволяют интуитивно разрабатывать и описывать сложные
модели. Для управления сложностью используется модульный принцип, основанный на иерархической структу
ризации. Модель состоит из функциональных блоков с четко определенными входами и выходами. Интерфейсы
функциональных блоков соединены в блок-схеме с помощью ориентированных ребер, описывающих потоки сиг
налов. При этом в математической модели они описываются уравнениями, которые связывают интерфейсные
переменные различных элементов. Линии соединения представляют собой причинно-следственные связи, зада
ющие направления действия, связывают выходы одного блока со входами другого. Для организации выполнения и
синхронизации могут быть также использованы специальные инструментальные средства моделирования с
другими семантиками. Иерархия элементов может содержать несколько уровней.
Такие модели могут быть выполнены. Во время моделирования вычисление причинно-следственным свя
зей следует заданным направлениям действий, пока вся модель не будет обработана. Существует целый ряд
различных доступных систем для решения уравнений, описывающих модель. Для моделирования транспортных
средств и окружающей среды в основном используются системы моделирования с переменным шагом. Для
раз работки встроенного программного обеспечения используются системы моделирования с фиксированным
ша гом. что является необходимым предварительным требованием для эффективной генерации кода.
Описанный стиль моделирования широко используется при разработке на основе модели встраиваемого
в автомобиль программного обеспечения. Как правило, и исполнимая модель программного обеспечения систе
мы управления (например, функциональная модель) и модель внешней системы (например, модель транспорт
ного средства) и их окружения (например, модель внешней среды) создаются вначале цикла разработки и моде
лируются совместно. Таким образом, можно моделировать даже достаточно сложные систем автомобиля с
вы сокой степенью детализации, с приемлемой скоростью расчета промоделировать их поведение
достаточно близко к реальному поведению. В то время как в ходе разработки модель транспортного
средства / внешней среды постепенно заменяется реальной системой и ее реальной средой, а
функциональная модель гложет слу жить основой для реализации встроенного программного обеспечения
блока управления, используя генерацию кода.
Одной из характерных черт парадигмы разработки на основе модели является тот факт, что функцио
нальная модель не только определяет желаемые функции, но и предоставляет информацию для проектирова ния
и. наконец, даже служит основой для реализации средствами генерации кода. Другими словами, такая функ
циональная модель включает в себя как аспекты спецификации, так и аспекты разработки и реализации. На
практике эти различные аспекты нашли свое отражение в эволюции функциональной модели от модели специ
фикации на начальной стадии к модели проекта и затем к модели реализации и. наконец, ее автоматическое
преобразование в код (эволюция модели). По сравнению с разработкой программного обеспечения на основе
кода с четким разделением стадий, при разработке на основе модели можно отметить более тесное объедине ние
стадий «Требования к программному обеспечению системы безопасности». «Проектирование архитектуры
программного обеспечения» и «Проектирование и реализация модулей программного обеспечения». Более того, в
процессе следующих друг за другом стадий разработки используется одно и тоже графическое представление
модели. Действия по верификации также могут рассматриваться по-другому, так как модели могут быть исполь
зованы в качестве полезного источника информации для процесса тестирования (например, тестирование на
основе модели), или могут служить объектом верификации. «Бесшовное» использование моделей облегчает
достаточно согласованную и эффективную разработку.
П р и м е ч а н и е - Парадигма разработки на основе модели не зависит от типа упомянутых выше мо
делей. Могут быть использованы альтернативные модели, такие как UML.
27