21. 하드웨어 설계 라이프사이클

 

만약 당신이 하드웨어 요구사항 문서를 작성하거나 하드웨어 요구사항을 구현한다면 당신은 동일한 프로세스를 통해서 일을 하는 것이다. 거기에는 해야 할 일들이 있다. 당신은 진입 기준, 운영상의 제약, 시스템 레벨 명세, 엔지니어링 방법론 선택 그리고 당신이 사용하는 방법에 대한 설명이 필요하다. 기능 분석과 할당에서 당신은 칩과 컴포넌트들의 항목과 기능을 어떻게 할당할지를 결정한다. 하드웨어는 소프트웨어에서 그런 것처럼 컴포넌트로 나누어진다.

 

하드웨어 설계 라이프사이클   DO-254는 어떤 특별한 라이프사이클 모델을 규정하지 않는다. 여기에 제시된 프로세스들은 선택된 라이프사이클 모델과 프로젝트 특성에 따라서 연속적으로 발생할 수 있다   세가지 라이프사이클 프로세스:

 

하드웨어 요구사항   시스템 아키텍처 개발 대체 시스템 컨셉 평가 시스템 아키텍처 설계 검증   시스템 분석 및 컨트롤 트레이드오프 연구 시스템 비용 효과 분석 실패 모드 및 영향 분석 유효성 분석 성능 분석/성능 형상 관리 기술적 리뷰 및 감사 프로젝트 엔지니어링 노트북 시스템 라이프사이클 관리 라이프사이클 아이템 컨셉 단계 컨셉 단계 결과물 개발 단계 개발 단계 목적 및 결과물 생산 단계 생산 단계 목적 및 결과물 활용 단계 활용 단계 목적 및 결과물 지원 단계 지원 단계 목적 및 결과물 은퇴 단계 은퇴 단계 목적 및 결과물

 

항공전자 엔지니어들은 비용에 대해서 걱정해야 하는가? 만약 당신이 하드웨어 엔지니어라면 당신은 트레이드오프 때문에 걱정을 하게 된다. 하드웨어 사람들은 어떤 칩과 컴포넌트를 사용할지에 대한 설계상의 결정때문에 비용에 대해서 걱정한다. 만약 비용에 따라서는 그 차이가 수 십만 달러가 될 수 있고 따라서 하드웨어 엔지니어는 비용/효과 트레이드오프를 고려하게 된다.

 

시스템 라이프사이클 관리는 하드웨어 요구사항이 거치게 될 단계와 관련된다. 컨셉 단계, 개발 단계, 생산 단계, 활용 단계, 지원 단계를 수행하며 그런 후에 하드웨어에 대한 요구사항 단계를 수행한다. 하드웨어 엔지니어에게는 칩셋이 생산을 중단할지도 모른다는 것에 대한 걱정을 해야하기 때문에 더 높은 추상 레벨에서의 프로세스가 있다. 따라서 단지 개발 프로세스 이상에 대한 우려가 있다.

 

하드웨어 요구사항   소개 요구사항 정의 요구사항 특성 요구사항 포맷   임무 요구사항 분석 진입 기준 운영 컨셉 시스템 레벨 명세 시스템 인터페이스 정의 엔지니어링 방법론 선택 기능적인 분석 및 할당 반복/레벨링 하드웨어 이벤트 분석 컴포넌트로의 파티션 하드웨어 하드웨어 요구사항 분석 성능 모델 생성 요구사항 추적성

 

하드웨어 설계 프로세스 DO-254는 다섯 가지 주요 설계 프로세스를 정의함   요구사항 포착 하드웨어 요구사항 3 objectives       개념 설계 개념 설계 데이터 상세 설계 데이터 최상위 레벨 도면 3 objectives       상세 설계 어셈블리 도면 설치 컨트롤 도면 하드웨어/소프트웨어 인터페이스 데이터 3 objectives       구현   4 objectives       생산 전이   4 objectives

 

DO-254는 COTS를 특별하게 기술한다. DO-178과 PSAC에서 그런 것처럼 당신이 COTS를 구현할 예정이며 그것이 어떻게 사용될 지를 나타내야 한다. 만약 1553 컨트롤러가 있고 CCA에 넣는다면 DO-254는 그것에 대한 요구사항, 설계 정보 그리고 추적성을 요청한다. 1553 컨트롤러상의 모든 것에 대한 리뷰는 어떤가? 당신은 DO-254로 그것들에 대한 인증을 받을 필요는 없다. 단지 그 컨트롤러가 광범위하게 사용되며 제조사가 훌륭한 엔지니어링 경험을 가지고 있다는 것을 보이거나 혹은 “이력”과 문서화를 보여준다.

 

하드웨어 측면에서는 벗어나는 면이 있다. 만약 COTS가 사용되고 그것이 휴대폰, 자동차 혹은 철도에 사용되고 있다면, 그리고 COTS 칩이 유명한 제조사에 의한 훌륭한 이력을 가지고 있다면 당신은 그것으로 충분하다. 확실히 그것은 시스템이 시험될 때 나중에 시험되며 여전히 그 모든 것을 수행해야 한다. 따라서 신뢰를 위한 제품 서비스 히스토리를 사용하는 것이 추천된다. 칩 내부의 1553 코드를 얻으려고 노력하는 것 보다는 훨씬 쉽기 때문에 COTS 제품을 찾을 가치가 있다.

 

만약 제품 히스토리를 사용할 예정이라면 제조사의 품질 컨트롤, 컴포넌트에 대해 구축된 신뢰성 그리고 종종 데이터시트에서 발견되는 다른 그런 정보들을 체크하라. 여기에 중요한 점이 있다. 만약 4만피트 상공을 비행할 예정이라면, 그리고 그것이 중요한 PLD라면 그것이 플라스틱으로 패키징되면 안된다. 금속 패키징을 추천한다.

 

Hardware Accomplishment Summary   PHAC은 인증당국에 당신이 무엇을 할 것이라는 것을 말한다. Hardware Accomplishment Summary는 당신이 실제로 무엇을 했는지를 말한다.   시스템 개요 하드웨어 개요 인증 고려사항 하드웨어 설계 라이프사이클 설명 하드웨어 라이프사이클 데이터 이전에 개발된 하드웨어 추가 고려사항 대체 방법   이 문서는 또한 승인된 PHAC으로부터 차이점을 식별하고 하드웨어에 대한 구별 정보, 하드웨어변경 히스토리 및 상태 그리고 마지막으로 준수한 내용을 포함한다.   Software Accomplishment Summary와의 유사성에 주목하라

 

Hardware Accomplishment Summary는 하드웨어상에서 수행된 것에 대한 근거를 말한다. Software Accomplishment Summary와 비슷한 것으로 시스템 개요, 인증 고려사항, 공식적인 고려사항, 하드웨어 라이프사이클 데이터, 전이점, 하드웨어 및 소프트웨어 개요, 설계 라이프사이클 설명 그리고 당신이 만들어내는 데이터가 포함된다. 이전에 개발된 하드웨어를 사용하는지, 사용하려고 하는 COTS가 무엇인지, 그리고 설계 보증을 위한 대체 방법이 있는지에 대한 내용도 포함된다. 요약하면, 거기에는 복합 항공전자 하드웨어에서의 설계 보증에 대한 복합적인 가이드라인이 있다.

 

모순된 점이 있다. DO-254는 단지 ASIC과 PLD에 대해서가 아니라 하드웨어에 대해서 이야기한다. 당신이 모든 것에 대해서 DO-254를 적용하려고 하면 FAA는 “안됩니다. 우리는 당신이 오직 ASIC과 PLD에만 적용하기를 원합니다.”라고 말한다. 반면에 유럽인들은(구 JAA, 현 EASA) 비록 유럽인들이 군용 항공기에 대한 DO-254의 요구를 더 천천히 받아들이는 것처럼 보이지만 “상용 항공기에 대해서 DO-254 전부를 적용하라.”라고 때때로 말한다. 만약 그것이 Airbus 혹은 유럽 상공을 비행하는 상용 항공기라면 ASIC과 PLD 뿐만 아니라 모든 하드웨어에 대해서 적용할 필요가 있다. CCA, LRU, 회로와 커넥터, 그 모든 것을 살펴보고 당신이 DO-254의 범위를 정의하는데 있어서 정확한 해석을 했다는 것을 보장하기 위해 인증당국과 미리 PHAC을 조율하라.

 

프로젝트에 DO-254를 사용하기 전에 최종 이슈들에 대해서 인증당국의 동의를 받았다는 것을 확인하라. 그것은 새로운 표준이며 RTCA 또한 만약 알아야 할 이슈들이 있다면 듣고 싶어 할 것이다. 새로운 문서들이 결국은 DO-254의 모든 것을 설명할 필요가 있다. DO-254의 설명과 관련해서 FAA와 RTCA간의 정기적인 모임이 있는데 그 모임은 대부분의 DER과 산업계 종사자들에게 개방되어 있다. 당신은 회의록과 그 미팅의 결과를 온라인으로 읽을 수 있다.

 

DO-178B에는 66개의 objective가 있다. DO-254에도 objective가 있다. 그것들은 상당히 모호하지만 위원회는 체크리스트를 만드는 것을 원하지 않았고 사용자가 어떻게 하라고 말하지 않기로 결정했다. DO-178B에서 66개의 objective는 Appendix A에 있는 체크리스트이다. DO-254에 대해서 당신이 그런 식으로 할 수 있도록 결정되었지만 여전히 이러한 17개의 objective를 만든다. 종속설계가 3개의 objective, 상세 설계가 3개, 구현이 4개 그리고 생산 전이가 4개의 objective를 가진다. 이러한 objective를 만족하는 것이 훨씬 더 쉽다.

DO-254 요약   DO-254는 복합 전자 하드웨어의 개발 동안에 설계 보증 활동을 위해 종합적인 지침을 제공한다.   표준은 DO-178B와 느슨하게 유사하다.   어떤 표준과 마찬가지로 특별히 새로운 것들에 대해서 불일치와 명백한 생략을 발견하기를 기대한다.   프로젝트에서 DO-254를 사용하기 전에 DO-254의 적용에 대해서 인증당국과 동의했는지를 확인하라.   DO-254에 대한 당신의 경험을 RTCA 혹은 FAA에 피드백함으로써 향후의 수정은 개선될 수 있다.