DO-254
하드웨어 디자인 보증 전략 선택
RTCA/DO-254는 “항공 전자 하드웨어에 대한 설계 보증 지침(Design Assurance Guidance for Airborne Electronic Hardware)” 에 대한 문서이고, 이 문서의 목적은 구조적이고 엄격한 개발 프로세스를 부과함으로써 기내 하드웨어의 안전을 보장하는 것이며, 업계 전문가들로 구성된 위원회에 의해 개발되었다.
마침내 2005년에 미국의 연방 항공 관리(FAA)와 유럽의 유럽 항공 안전기구(EASA)에서 정책적으로 적용하였고, DO-254 문서는 "전자"의 범위로 작성되었다. 이것은 원래 가장 작은 구성 요소에부터 LRU(Line Replacement Unit)까지 모든 것을 의미한다.
우측 그림은 디자인 보증 전략을 위한 상위 레벨 프로세스를 보이며, 임계 또는 실패 조건은 표준에 의해 설명 된 시스템의 안전성 평가 프로세스를 사용하여 결정된다. 이 과정은 장애의 심각도에 따라 레벨 A에서 레벨 E까지 지정한다.
마침내 2005년에 미국의 연방 항공 관리(FAA)와 유럽의 유럽 항공 안전기구(EASA)에서 정책적으로 적용하였고, DO-254 문서는 "전자"의 범위로 작성되었다. 이것은 원래 가장 작은 구성 요소에부터 LRU(Line Replacement Unit)까지 모든 것을 의미한다.
우측 그림은 디자인 보증 전략을 위한 상위 레벨 프로세스를 보이며, 임계 또는 실패 조건은 표준에 의해 설명 된 시스템의 안전성 평가 프로세스를 사용하여 결정된다. 이 과정은 장애의 심각도에 따라 레벨 A에서 레벨 E까지 지정한다.
DO-254 하드웨어 설계 보증 레벨
DO-254는 하드웨어 설계 보증 레벨(DAL : Design Assurance Level)을 하드웨어 결함에 의한 심각성에 따라 우측 그림처럼 레벨 A에서 레벨 E까지 5 등급으로 나뉘어 있다.
각각의 등급은 치명적인 결함(Catastophic), 심각한 결함(Hazardous), 주요한 결함(Major), 소소한 결함(Minor), 무영향 결함(No Effect)에 상응하는 등급으로 지정되어 있다.
각각의 등급은 치명적인 결함(Catastophic), 심각한 결함(Hazardous), 주요한 결함(Major), 소소한 결함(Minor), 무영향 결함(No Effect)에 상응하는 등급으로 지정되어 있다.
하드웨어 디자인 라이프 사이클
DO-254는 DO-254 라이프 사이클이라고 하는 구조화된 개발 프로세스를 정의하며, 우측에 표시된 그림 "하드웨어 디자인 라이프 사이클”은 DO-254 디자인 흐름 및 안내에 좋은 방법을 제공하고 있다.
우측 그림에서 DO-254 규격을 지키면서 하드웨어를 설계, 검증, 인증하는 단계를 보면 SYSTEM PROCESS 와 하드웨어 연동을 하기 위한 요구사항들이 발생을 하고. 하드웨어 설계는 그 요구사항을 반영하여 설계를 진행한다. 설계하는 과정에서는 해당 요구 사항의 구현 여부와 파생 요구 사항은 다시금 SYSTEMP PROCESS 전달하며, 해당 요구 사항에 대해 설계과정에서의 구현 여부, 검증 단계에서의 구현 여부를 모두 추적 관리가 가능하도록 문서화 하면서 개발을 진행한다.
우측 그림에서 DO-254 규격을 지키면서 하드웨어를 설계, 검증, 인증하는 단계를 보면 SYSTEM PROCESS 와 하드웨어 연동을 하기 위한 요구사항들이 발생을 하고. 하드웨어 설계는 그 요구사항을 반영하여 설계를 진행한다. 설계하는 과정에서는 해당 요구 사항의 구현 여부와 파생 요구 사항은 다시금 SYSTEMP PROCESS 전달하며, 해당 요구 사항에 대해 설계과정에서의 구현 여부, 검증 단계에서의 구현 여부를 모두 추적 관리가 가능하도록 문서화 하면서 개발을 진행한다.
하드웨어 개발 단계
Step1 : SYSTEM PROCESS
개발할 하드웨어 장치에 대한 시스템 레벨에서의 안전 및 기능 요구사항을 정의하고, 또한 그 기반 하에 하드웨어 보증 레벨(즉 DAL A-E)을 결정하는 단계이다.
Step2 : PLANNING PROCESS
SYSTEM PROCESS 에서 발생한 요구 사항을 하드웨어로 수행하는데 있어서 하드웨어에서 발생하는 파생 요구 사항을 정의하며, 이 요구 사항들이 어떻게 추적되어지는지 기술하고 검증하기 위한 프로세스를 정의하는 단계이다. DO-254 규격을 준수하는데 있어서 가장 중요한 문서 작업이며 이 프로세스와 스케쥴은 PHAC(Plan for Hardware Aspect of Certification)으로 문서화한다.
Step3 : REQUIREMENT CAPTURE
위에서 발생한 요구 사항들이 개발 단계에서 추적 가능하도록 문서화 하는 단계이며, 그 요구사항은 DO-254의 핵심이며 간결하고, 명확하며, 테스트 가능하게 기술되어야 한다.
Step4 : CONCEPTUAL DESIGN
요구 사항들을 반영하여 하드웨어 설계를 위한 구조를 만드는 과정이며, 복잡한 디자인을 설계하는데 있어서 특히 유용한 작업이며, 작은 Design 의 경우 DETAILED DESIGN 단계와 통합되어 진행할 수 있다.
Step5 : DETAILED DESIGN
이 단계는 실질적으로 요구사항에 맞게 HDL 언어를 이용하여 동작을 구현을 하는 과정이고, 합성 과정을 통해 HDL Code 를 Netlist 형태로 변화하는 과정이 포함된다. 일반적으로 Modeling 과정이라고 볼 수 있다.
Step6 : IMPLEMENTATION
최종 타겟이 FPGA인 경우 실질적으로 하드웨어 설계를 마치고 프로그램 비트 파일을 생성하여 실제 하드웨어 레벨의 테스트를 하는 단계이다.
Step7 : PRODUCTION TRANSITION
모든 설계와 검증 단계를 마치고, 생산에 대한 준비를 하는 단계이다. 위의 7 가지 단계는 하드웨어 설계를 진행하는 과정이며, 어떻게 보면 하나의 과정이라고 볼 수 있고, 검증과 인증 절차를 위한 아래의 4 단계를 추가적으로 진행을 해야 한다.
Step8 : VALIDATION AND VERIFICATION
DO-254 의 지원 프로세스 중의 하나로, 위의 7 단계 전반에 걸쳐 발생을 한다. 설계를 하는 과정에서 요구 사항대로 설계가 되었고, 해당 설계에 대해 제대로 검증이 되었는지를 확인하는 단계이다. 이는 해당 요구사항들이 Design 내부 어디에 어떻게 구현이 되었고, 검증이 되었는지에 대한 추적 관리 역시 동반되어 진행되어짐을 의미한다.
Step9 : CONFIGURARION MANAGEMENT
하드웨어가 개발되는데 있어서 요구사항, STRUCTER, ENVIROMENT 변경에 따른 DESIGN 내부의 요구사항 구현 및 검증에 대한 정보를 포함한 모든 변경 사항이 이력 관리가 되어야 한다는 것을 의미한다.
Step10 : PREOCESS ASSURANCE
PHAC – PLAN FOR HARDWARW ASPECTS OF CERIFICATION 과정에 맞추어 개발이 진행되어야 한다는 것을 의미한다.
Step11 : CERTIFICATION LIAISON
인증 기간의 DER 을 통해 개발 과정에서 DO-254 규격을 준수하여 개발하였는지 인증을 받는 단계이다.
Mentor’s DO-254 and Design Assurance Solutions Platform
항공 우주 산업의 고도화와 더불어 항공전자 기술의 발달로 인해 전자 장비품에 복합 전자 하드웨어(CEH, Complex Electronic Hardware)의 사용이 증가하게 되었다. 즉 하드웨어의 복잡도가 증가하면서 관리 및 점검이 점점 어려워짐에 따라 전자 장비품에 새로운 안전성과 인증에 대한 논의가 대두 되어, 미국 연방 항공국(FAA)과 유럽 항공 안전기구(EASA) 등의 인증 기관들이 PLD(Program Logic Device), FPGA(Field Programmable Gate Array) 및 ASIC(Application Specific Integrated Circuit)등의 복합 전자 하드웨어를 개발하고 검증, 인증하는 데 있어 표준 프레임을 제안했고, 이에 따라 DO-254 (유럽에서는 ED-80 )라는 “Design Assurance Guidance for Airborne Electronic Hardware” 이라는 가이드 라인 문서가 발표 되었다.
항공 우주, 원전, 방위산업, 철도 등의 산업 분야에서 민감 안전(Safety-Critical) 부문에 대한 표준인증이 가능한 복합 전자 하드웨어에 대하여, 멘토사(Mentor Graphics)의 디자인 및 검증 솔루션을 이용하여 DO-254 및 표준 인증이 가능한 하드웨어 개발 솔루션 및 서비스을 제공하고 있다.
항공 우주, 원전, 방위산업, 철도 등의 산업 분야에서 민감 안전(Safety-Critical) 부문에 대한 표준인증이 가능한 복합 전자 하드웨어에 대하여, 멘토사(Mentor Graphics)의 디자인 및 검증 솔루션을 이용하여 DO-254 및 표준 인증이 가능한 하드웨어 개발 솔루션 및 서비스을 제공하고 있다.
하드웨어에서 발생되는 요구 사항들을 추적하고 검증을 수행할 활동 등을 정의하는 단계이며, 하드웨어 설계에 사용되는 프로세스와 스케쥴 등은 PHAC(Plan for Hardware Aspect of Certification)으로 문서화 한다.
요구 사항들을 반영하여 하드웨어 설계를 위한 구조를 만드는 과정이며, 복잡한 디자인을 설계하는데 있어서 특히 유용한 작업이며, 작은 Design 의 경우 Detailed Design 단계와 통합되어 진행할 수 있다.
실질적으로 요구사항에 맞게 HDL 언어를 이용하여 동작을 구현을 하는 과정이고, 합성 과정을 통해 HDL Code 를 Netlist 형태로 변화하는 과정이 포함된다. 일반적으로 Modeling 과정 단계이다.
