DO-254指南內(nèi)容解讀

INTRODUCTION

DO-254 中的指南覆蓋了多個(gè)議題，包括：

硬件標(biāo)準(zhǔn)

硬件設(shè)計(jì)生命周期數(shù)據(jù)

對(duì)于設(shè)計(jì)保證等級(jí) A 和 B 的功能的額外的設(shè)計(jì)保證技術(shù)

以前開發(fā)的硬件

工具評(píng)估和鑒定

使用商業(yè)貨架組件（COTS）

產(chǎn)品服務(wù)經(jīng)驗(yàn)

硬件安全性評(píng)估

設(shè)計(jì)保證策略，包括對(duì) DAL A 和 B 的功能的考慮

策劃過程

需求獲取

概要設(shè)計(jì)

詳細(xì)設(shè)計(jì)

實(shí)施

生產(chǎn)轉(zhuǎn)化

確認(rèn)過程

驗(yàn)證過程包括測(cè)試和評(píng)審

配置管理

過程保證

認(rèn)證聯(lián)絡(luò)和建議的符合性方式

DO-254 將設(shè)備開發(fā)和符合性問題的許多關(guān)鍵方面綁定在一起，若非如此，復(fù)雜的或高度集成的器件系統(tǒng)就難以達(dá)標(biāo)。這些方面有：

使用設(shè)計(jì)保證代替定量故障分析。

使用需求來(lái)捕捉由復(fù)雜電子硬件執(zhí)行的飛機(jī)功能。

使用評(píng)審、分析和測(cè)試，通過驗(yàn)證來(lái)滿足對(duì) FAR 的符合性。

DO-254指南章節(jié)解讀

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DO-254 包含七個(gè)章節(jié)和四個(gè)附錄。表1羅列了這些章節(jié)和附錄，并匯總了它們的主題內(nèi)容。

表 1 DO-254 內(nèi)容匯總

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DO-254 的章節(jié)以及他們的關(guān)系如圖1所示：

圖1 DO-254 結(jié)構(gòu)示意圖

章節(jié)介紹

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章節(jié) 1 介紹了 DO-254，描述了它的范圍和適用性，并定義了相關(guān)關(guān)鍵字如“應(yīng)該”、“可以”和“硬件項(xiàng)”。DO-254 不定義和使用“必須”，這個(gè)詞常用語(yǔ)識(shí)別強(qiáng)制性的實(shí)踐或需求。這樣做是因?yàn)镈O-254 是一個(gè)指南而不是要求。甚至 AC 20-152 也不強(qiáng)制要求DO-254 的符合性，說 DO-254 的符合性是可接受的，但不是僅有的，能夠符合 FAA的方式。合格審定行業(yè)的新手很快地鎖定這一點(diǎn)，反道對(duì) DO-254 只是指南，不是要求，F(xiàn)AA 并不強(qiáng)制要求與它的符合性。這樣說的目的是希望能繞過 DO-254，但是在現(xiàn)實(shí)中，DO-254 以外的符合性方法要困難的多，并且實(shí)現(xiàn)起來(lái)更為昂貴，更不要說合格審定機(jī)構(gòu)通過的可能性很小。

DO-254 章節(jié) 1 也聲明 DO-254 并不試圖定義或區(qū)分“固件”，但是規(guī)定固件應(yīng)該被分類成硬件或軟件，然后應(yīng)用 DO-254 或 DO-178 相應(yīng)的部分。對(duì)那些在硬件描述語(yǔ)言和 PLD設(shè)計(jì)缺乏業(yè)務(wù)經(jīng)驗(yàn)的人來(lái)說，常將 HDL 類比于軟件，以此分類。然而，那些對(duì)固件更有經(jīng)驗(yàn)的人認(rèn)識(shí)到 HDL 雖然表面上與軟件代碼很相似，它們本質(zhì)上是不同的，而與硬件更有共同點(diǎn)，因此應(yīng)該被分類為硬件。讓HDL設(shè)計(jì)去服從 DO-178B 或 DO-178C 的軟件過程，會(huì)顯現(xiàn)一系列問題，一些過程將被證明難以實(shí)際操作的，甚至是行不通的。

DO-254 章節(jié) 1 令人感興趣的一個(gè)方面是引入了“簡(jiǎn)單”與“復(fù)雜”硬件的概念，特別是 1.6 節(jié)的最后一段，說簡(jiǎn)單硬件不需要大量的文檔，可以用較少的開銷符合 DO-254。幾乎所有的設(shè)備供應(yīng)商，這個(gè)簡(jiǎn)單硬件的想法，以及相關(guān)的減少的開銷，非常具有吸引力，并立即接受了這個(gè)觀點(diǎn)，作為繞過 DO-254 完全符合性的可能手段。這個(gè)要避免 DO-254 對(duì)成本和進(jìn)度影響的期望是如此強(qiáng)烈，設(shè)備供應(yīng)商會(huì)長(zhǎng)篇大論地把他們的硬件歸類為簡(jiǎn)單的，即使事實(shí)上不是。

事實(shí)上，DO-254 不提供一個(gè)必須對(duì)簡(jiǎn)單硬件做的測(cè)試和分析的“綜合性”的定量定義，加劇了這一情況，留下的模糊性激發(fā)了阻撓 DO-254 的努力。然而，F(xiàn)AAOrder 8110.1057 解釋了復(fù)雜性問題，提供了專門的指導(dǎo)，什么組成了簡(jiǎn)單硬件的必要測(cè)試的組合，結(jié)果是除了真正的簡(jiǎn)單硬件以外，這一簡(jiǎn)單硬件方法相對(duì)于將硬件作為復(fù)雜硬件的方式來(lái)說更為昂貴或者不可行。事實(shí)上，8110.105 對(duì)簡(jiǎn)單硬件的驗(yàn)證指南可以反過來(lái)用。永遠(yuǎn)提供簡(jiǎn)單器件定義的指南：如果它是實(shí)實(shí)在在存在的，或甚至可能可以按照 8110.105的指導(dǎo)完全測(cè)試硬件，那么硬件可以被正確地歸類為簡(jiǎn)單的。

DO-254 章節(jié) 2 描述了過程、活動(dòng)、硬件、和其他數(shù)據(jù)是如何從 DO-254 接口聯(lián)系到整個(gè)認(rèn)證過程的。硬件與系統(tǒng)間，硬件與軟件間的信息流動(dòng)，被簡(jiǎn)要地討論。章節(jié) 2 也討論了系統(tǒng)安全過程，識(shí)別設(shè)計(jì)保證等級(jí)以及他們的特性，以及硬件安全性評(píng)估的考慮。

DO-254 章節(jié) 3 包含了一個(gè)非常簡(jiǎn)明的討論，有關(guān)硬件設(shè)計(jì)生命周期，以及控制生命周期從一個(gè)階段或過程到下一個(gè)的轉(zhuǎn)化條件。這個(gè)章節(jié)識(shí)別的生命周期過程包括了策劃過程、設(shè)計(jì)過程和支持過程。支持過程進(jìn)一步劃分為確認(rèn)、驗(yàn)證、配置管理、過程保證、和認(rèn)證聯(lián)絡(luò)。

DO-254 章節(jié) 4 描述了策劃過程的目標(biāo)和活動(dòng)，這是設(shè)計(jì)生命周期過程中的第一個(gè)。六個(gè)硬件管理計(jì)劃和 4 個(gè)標(biāo)準(zhǔn)被定義用于硬件開發(fā)：合格審定的硬件方面計(jì)劃（PHAC），硬件設(shè)計(jì)計(jì)劃（HDP），硬件確認(rèn)計(jì)劃（HVP），硬件驗(yàn)證計(jì)劃（HVP），硬件配置管理計(jì)劃（HCMP），硬件過程保證計(jì)劃（HPAP），需求標(biāo)準(zhǔn)，硬件設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，確認(rèn)與驗(yàn)證標(biāo)準(zhǔn)，以及硬件歸檔標(biāo)準(zhǔn)。表 1.4 列出了這些計(jì)劃和標(biāo)準(zhǔn)，它們的內(nèi)容在 DO-254 的哪個(gè)位置有描述，以及它們滿足 DO-254 的哪些目標(biāo)。

DO-254 章節(jié) 5 描述了硬件設(shè)計(jì)過程的目標(biāo)和活動(dòng)。這個(gè)章節(jié)描述了一般的設(shè)計(jì)過程包含 5 個(gè)階段：需求獲取，概要設(shè)計(jì)，詳細(xì)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)，以及生產(chǎn)轉(zhuǎn)化。一個(gè)組織的設(shè)計(jì)過程不需要與這個(gè)過程完全一致，但是應(yīng)當(dāng)能夠滿足章節(jié) 5 的所有目標(biāo)。

DO-254 章節(jié) 6 到 9 描述了每個(gè)支持過程。確認(rèn)與驗(yàn)證過程的目標(biāo)和活動(dòng)在章節(jié) 6 描述，配置管理在章節(jié) 7，過程保證在章節(jié) 8，以及認(rèn)證聯(lián)絡(luò)在章節(jié) 9。

DO-254 章節(jié) 6 覆蓋了確認(rèn)與驗(yàn)證支持過程的目標(biāo)和活動(dòng)。確認(rèn)是確保派生需求是正確和完整的過程，而驗(yàn)證過程是確保最終產(chǎn)品符合需求的過程。

DO-254 章節(jié) 7 描述了配置管理支持過程的目標(biāo)和活動(dòng)。它包括配置項(xiàng)、配置識(shí)別、基線、問題報(bào)告、變更控制、以及歸檔。

DO-254 章節(jié) 8 是關(guān)于過程保證支持過程，覆蓋了它的目標(biāo)和活動(dòng)，如過程保證評(píng)審和審計(jì)。

表2 硬件管理計(jì)劃

DO-254 章節(jié) 9 討論了認(rèn)證聯(lián)絡(luò)支持過程，包括符合性方法、策劃、以及如何用事實(shí)說明符合性。

DO-254 章節(jié) 10 描述了每個(gè)硬件生命周期數(shù)據(jù)類型的內(nèi)容，特別是硬件管理計(jì)劃（PHAC，HDP，HVP，HCMP，HPAP），標(biāo)準(zhǔn)，硬件設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，驗(yàn)證數(shù)據(jù)，以及硬件完成總結(jié)。

DO-254 章節(jié) 11 包括了“附加的考慮”，或者換一句話說，剩下的每件事。它的內(nèi)容包括過去開發(fā)的硬件（PDH），COTS 元件，產(chǎn)品服務(wù)經(jīng)驗(yàn)，以及工具評(píng)估和鑒定。

DO-254 附錄 A 包括一個(gè)所有硬件生命周期數(shù)據(jù)項(xiàng)的表，以及這些數(shù)據(jù)項(xiàng)所屬的硬件控制類別，這些類別定義了管理這些數(shù)據(jù)項(xiàng)必須使用的配置管理過程和方法。它也包括了一個(gè)獨(dú)立性的定義。

DO-254 附錄 B 包含了 A 級(jí)和 B 級(jí)硬件必須用的各種驗(yàn)證相關(guān)技術(shù)。這些技術(shù)包括功能失效路徑分析、架構(gòu)上的緩解、產(chǎn)品服務(wù)經(jīng)驗(yàn)、以及先進(jìn)驗(yàn)證技術(shù)（元素分析，安全性具體分析，以及形式化方法）。

原文標(biāo)題：解讀DO-254（機(jī)載電子硬件設(shè)計(jì)保證指南）

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