28. 하드웨어 설계 데이터 (Section 10.3)

DO-254 가이드라인에서 제시하는 하드웨어 설계 데이터는 크게 하드웨어 요구사항(Hardware Requirements)과 하드웨어 설계 표현 데이터(Hardware Design Representation Data)로 구분된다. 그 중 하드웨어 설계 표현 데이터(Hardware Design Representation Data)에 대해서는 다음과 같이 설명하고 있다.

 

 

해석을 보자.

 

하드웨어 설계 표현 데이터는 하드웨어 아이템의 정의를 제공하며 하드웨어 아이템을 만들기 위해 사용되는 도면, 문서 그리고 상세의 세트로 구성되어 있다.

 

즉, 하드웨어 아이템을 만들 때 직접적으로 관련되는 데이터들을 말하는 것이다. 전체적으로 다시 정리하면 다음과 같다.

 

① 하드웨어 요구사항 (Hardware Requirements)

② 하드웨어 설계 표현 데이터 (Hardware Design Representation Data)

• 개념 설계 데이터

• 상세 설계 데이터

• Top-Level 도면

• 조립 도면

• 설치 컨트롤 도면

• 하드웨어/소프트웨어 인터페이스 데이터

 

위의 항목 중 대표적인 항목들에 대해서 좀 더 구체적으로 확인해 보자.

 

28.1 하드웨어 요구사항

 

DO-254 가이드라인에서는 개발할 하드웨어 아이템에 대한 요구사항에 다음과 같은 것들이 포함되어야 한다고 설명하고 있다.

 

 

해석을 보자.

 

1. 하드웨어에 할당된 시스템 설계 및 안전성 요구사항 2. 하드웨어에 대한 적용가능한 표준의 식별 3. 파생 요구사항과 정상 사용에 대한 스트레스 한계를 포함하는 하드웨어 기능 및 성능 요구사항 4. 실패율, 노출 시간 그리고 설계 제약과 관련된 요구사항을 포함해서 하드웨어 신뢰성 및 품질 요구사항 5. 하드웨어 아이템 서비스 라이프 전반에 걸친 하드웨어 유지 및 정비 요구사항 6. 하드웨어 제조가능성 및 조립 요구사항 7. 하드웨어 시험가능성 요구사항 8. 하드웨어 저장 및 취급 요구사항 9. 설치 요구사항

 

흔히들 개발자들에게 요구사항이라고 하면 기능에만 국한해서 생각하는 경우가 많은데 위에 설명된 것처럼 개발 이외의 다른 부분에서도 요구사항으로 고려해서 정의해야 할 부분이 많다는 것을 확인할 수 있다. 그리고 이러한 요구사항을 작성할 때 앞서 보았던 하드웨어 요구사항 표준 문서(HRS)가 기준이 되어야 한다는 점을 유의하자.

 

28.2 개념 설계 데이터

 

하드웨어 개념 설계 데이터는 개념 설계 단계의 특성에 따라서 상대적으로 개략적인 수준의 데이터들이 포함된다고 할 수 있다. 명확한 구분을 하기 애매한 부분이 있긴 하지만 DO-254 가이드라인 기준으로는 다음과 같은 것들이 포함될 수 있다고 설명하고 있다.

 

① 상위레벨 설명: 블록 다이어그램 혹은 HDL 정의 - 주요 기능과 이들 사이의 정보 흐름을 보여줌

② 기계적인 구조: 도면 혹은 스케치 - 하드웨어 아이템의 배열을 기술

③ 다른 아키텍처 특성 및 파티셔닝: 감항성 관점
EMI, 낙뢰, 충격 혹은 진동 보호, 사용자 인터페이스, 주요 컴포넌트에서 사용되지 않는 기능 등 포함

④ Top-Level 하드웨어 레벨 기능 설명

⑤ 하드웨어 아이템 기능 아키텍처

⑥ 예비 하드웨어 안전성 평가 데이터

 

실제 진행 과정에서는 명확한 구분에 초점을 맞추기 보다는 진행 과정에서 만들어 지는, 만들어 져야하는 데이터를 꼼꼼하게 확보하는 것에 초점을 맞추는 것이 훨씬 더 중요하다. 그런 의미에서 다음에 나오는 상세 설계 데이터를 본 절의 개념 설계 데이터와 함께 비교하면서 이해하는 것도 하드웨어 설계 데이터 전체를 파악하는 적절한 방법이 될 수 있다.

 

28.3. 상세 설계 데이터

 

DO-254 가이드라인에서는 상세 설계 데이터에 대해서 다음과 같이 설명하고 있다.

 

 

상세 설계 데이터는 하드웨어 아이템을 그 요구사항에 일치하도록 만들기 위해 필요한 데이터를 기술한다. 앞서 개념 설계 데이터를 통해서 아키텍처, 모듈 수준의 큰 그림이 그려졌다면 상세 설계에서는 항목 하나하나를 구현하기 위해서 필요한 구체적인 정보가 나오는 것이다. 구현할 하드웨어의 계층적 수준에 따라서 다르긴 하겠지만 일반적으로 다음과 같은 것들이 포함될 수 있다.

 

① Top-Level 도면 (Top-Level Drawing)

② 조립 도면 (Assembly Drawing)

③ 상호연결 데이터 (Interconnection Data)

④ 부품 데이터 (Parts Data)

⑤ HDL 하드웨어 기술 (HLD Hardware Description)

⑥ 신뢰성 데이터 (Reliability Data)

⑦ 시험 방법론 데이터 (Test Methodology Data)

⑧ 사용되지 않는 기능 혹은 동작

⑨ 설치 컨트롤 데이터 (Installation Control Data)

⑩ 하드웨어/소프트웨어 인터페이스 데이터 (Hardware/Software Interface Data)

 

위의 항목 중 일부에 대한 추가 설명은 다음과 같다.

 

(1) Top-Level 도면 (Top-Level Drawing)

 

DO-254 가이드라인 기준에서의 Top-Level 도면은 하드웨어 아이템을 유일하게 식별하고 모든 조립품들, 부조립품들, 컴포넌트들, 그리고 하드웨어 아이템을 정의하는 관련 문서를 식별하는 최상위레벨의 도면을 말한다.

 

(2) 조립 도면 (Assembly Drawing)

 

Top-Level 도면에서 식별된 하드웨어 아이템, 조립품 혹은 부조립품의 조립에 필요한 추가적인 정보를 포함하는 도면이다. 다음과 같은 것들이 포함될 수 있다.

 

① 하드웨어 조립에서의 하드웨어 아이템 위치 및 방향

② 조립 지시의 순서 혹은 방법의 식별

③ 마크, 라벨, 시각 참조의 위치

 

(1)  설치 컨트롤 도면 (Installation Control Drawings)

 

하드웨어 아이템의 설치와 관련된 도면이다. 다음과 같은 것들이 포함될 수 있다.

 

① 부피

② 여분 공간

③ 냉각 및 마운트 정보

④ 무게, 중력 중심 등과 같은 설치 관련 파라미터

 

(2)  하드웨어/소프트웨어 인터페이스 데이터 (Hardware/Software Interface Data)

 

최근에는 하드웨어 성능이 소프트웨어의 영향을 받는 경우가 많다. 하드웨어에 대한 교정(Calibration)조차도 소프트웨어의 영향에 따라서 달라지기도 한다. 따라서 하드웨어와 관련된 소프트웨어와의 인터페이스와 관련된 데이터도 하드웨어 설계 데이터로써 중요한 항목 중 하나이다. 다음과 같은 것들이 포함될 수 있다.

 

① 메모리 주소

② 데이터가 로드될 수 있는 메모리 주소 영역의 할당

③ 타이밍 및 시퀀스 정보

④ 하드웨어/소프트웨어 인터페이스의 운용에 필요한 정보

 

참고) 이번 절에서는 특히 하드웨어를 직접 설계하고 제작하는 것과 관련된 내용들을 설명하고 있다. 사실 필자는 하드웨어 개발에 직접적으로 참여해 본 바가 없기 때문에 혹시 설명이나 해석에서 어색하거나 잘못된 부분이 있을 지도 모르겠다. 하드웨어 개발의 경험이 있는 분들이라면 그런 점을 감안해서 내용을 받아들이시기를 부탁드리며 추후에라도 잘못된 부분에 대해서 조언을 부탁드리면서 이번 절을 마무리한다.