避免重新發明輪子是高效產品開發的關鍵部分。在嵌入式編程中,這個概念始于受信任的庫,并通過面向對象編程和 Java 等概念得到增強,這使我們能夠創建當今的復雜系統。
安全標準也促進了經過驗證的軟件元素的重用,盡管這帶來了復雜的挑戰。將一些元素引入到一個項目中,而這些元素在其開發中應用的嚴格程度并不相同,這將不可避免地導致弱點。因此,安全標準規定了驗證這些組件用于安全項目的方法。
但對效率的追求可能會導致在安全關鍵系統中不起作用的概念。定制現貨 (COTS) 軟件是許多行業以多種方式使用的術語,雖然它在工業安全方面具有非常特定的含義,但它可以成為走捷徑的借口,這在安全方面是不可接受的項目。一個系統的強弱取決于它的弱點。未知譜系/出處軟件 (SOUP) 用于醫療標準 IEC 62304,但在安全項目中沒有“未知”的東西是有充分理由的。你可以測試它到死,但最終,當它的起源未知時,你如何在未來幾年保持它?
脫離上下文定義安全元素
在汽車領域,ISO 26262-10 中定義的安全元素脫離上下文 (SEooC) 是在車輛中使用最初不是為該特定項目設計的組件的方法。
SEooC 這個術語有點笨拙,但它清楚地定義了問題。您集成到系統中的所有軟件庫都是“脫離上下文”有效開發的:它們旨在提供特定功能,而不知道如何在目標系統中使用它。“元素”表示這是具有特定功能范圍的單元或模塊;“安全”表示該模塊是在一組安全要求的背景下專門開發的。
有兩種基本類型的軟件 SEooC(源自 ISO 26262-10-9):
經驗證的使用方法。這種類型的軟件使用經過驗證的參數(和其他措施)來驗證 COTS 組件是否達到指定的安全級別。ISO 26262-8-14 指定了如何實現這一點,但在軟件環境中仍有很多值得商榷的地方。可觀察錯誤的概念是關鍵——記錄產品的使用情況,以便可以可靠地記錄和匯總所有錯誤,從而準確了解軟件的可靠性。這需要考慮到具體的配置中。這些結果與目標項目的相關性是復雜的,因為在用于建立軟件可靠性的現場測試用例中,幾乎可以肯定安全項目具有不同的配置和工作環境。您能否相信未按照安全標準開發的軟件能夠可靠地報告所有錯誤?
ISO 26262-6 方法。在汽車安全系統中開發軟件元素的標準方法在用于開發道路車輛功能安全的 ISO 26262 標準的第 6 節中定義。它源自標準前面部分中定義的目標系統的完整 V 模型開發,并且本身就是一個 V 模型。因為該元素是脫離上下文開發的(即,不是從目標項目的安全計劃中得出的),所以必須采用額外的措施。主要的附加措施是創建一組 SEooC 旨在工作的假設。這些假設必須在集成期間在目標平臺上得到驗證。
完整的軟件生命周期維護
這是任何安全項目開發的關鍵部分:響應開發期間或發布后提出的問題的能力。一旦項目成熟,就需要一種方法來在問題出現時可靠地修改項目。ISO 26262-6 方法的一個關鍵優勢是可以進行全面而準確的影響分析,并正確實施由此產生的更改,因為所有標準工件都是在設計、實施和測試之間具有可追溯性的情況下創建的。
您從項目發布中獲得的時間和人員越多,就越有必要擁有可用的人工制品及其相關流程,以便安全地進行更改。這種方法確保了未來的可維護性。
跨行業重用
在多個行業中使用許多嵌入式組件具有實際意義。例如,存儲數據的文件系統或通信數據的網絡堆棧不是特定于行業的,理想情況下,從一個項目中獲得的好處應該在新項目中得到利用,無論它們應用于哪個行業。從軟件的角度來看,跨不同行業開發軟件的安全要求大體相似,但根據所需的安全級別,其嚴格程度不同。采用根據 ISO 26262-6 開發的 SEooC 方法為跨標準映射人工制品提供了良好的基礎(例如,工業功能安全的 IEC 61508 或醫療設備的 IEC 62304)。
為 SEooC 定義 ASIL 級別
在所有安全標準中,都規定了安全級別。目標系統中故障的影響越嚴重,用于實施和驗證軟件的定義措施就越嚴格。
為 SEooC 選擇汽車安全完整性等級 (ASIL) 可能會有問題。簡單的答案是始終開發到最高 ASIL 級別 (ASIL D),以便與任何項目集成而無需進行重大返工,并且跨行業標準的映射也更容易。不利的一面是,它使那些 SEooC 比那些開發到較低 ASIL 的 SEooC 貴得多。
如何獲取 SEooC
SEooC 可以提供嵌入式組件作為安全系統的核心部分并降低成本。然而,設計用于在安全環境中重用的嵌入式組件不可避免地很復雜,因此必須深思熟慮地采購這些組件。為了獲得最佳結果,他們需要在能夠滿足安全產品生命周期需求的環境中進行開發。
最佳實踐是開發一個完整的 ISO 26262 第 6 節安全元素,其中包含準備重用的假設和測試用例。這需要由項目管理系統支持,該系統允許每個客戶使用在半獨立項目中維護的 SEooC,以便整個軟件維護生命周期可以獨立應用于該項目。
審核編輯:郭婷
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