TUSAŞ Sistem Entegrasyon Laboratuvarı Doğrulama ...uymk2016.iku.edu.tr/sunumlar/2_SDYA_UYMK_Sunum.pdf · betik dili ve uygulama programlama arayüzü (API) aracılığıyla yapılmasını

1 TASNİF DIŞI TUSAŞ – TSKGV’nin Bağlı Ortaklığı ve SSM’nin İştirakidir.

TUSAŞ – Türk Havacılık ve Uzay Sanayii A.Ş.

06 Eylül 2016

TUSAŞ Sistem Entegrasyon

Laboratuvarı Doğrulama

Yazılımları Altyapısı (SDYA)


SUNUM PLANI

Giriş

SDYA’ya Genel Bakış

SDYA Mimarisi

Teknoloji ve Araç Seçimi

SDYA Bileşenleri

Sonuç ve Değerlendirmeler

SE

L D

OĞ

RU

LA

MA

YA

ZIL

IML

AR

I A

LT

YA

PIS

I (S

DY

A)


Sistem Entegrasyon Laboratuvarı (SEL), geliştirilen aviyonik yazılım ve donanım

fonksiyonlarında ve arayüzlerinde var olabilecek hata durumlarının, hedef ortamda

kullanım aşamasından daha önce tespit edilmesine olanak sağlayan entegrasyon ve

test ortamıdır.

Projenin erken aşamalarında hataların tespit edilmesi ve giderilmesine, dolayısıyla

teknik risklerin azaltılması, maliyetin düşürülmesi ve geliştirme süresinin

kısaltılmasına olanak sağlar.

UYDU SEL SİS

TE

M E

NT

EG

RA

SY

ON

LA

BO

RA

TU

VA

RI (S

EL

)


Özgün SEL Doğrulama Yazılımları Altyapısı (SDYA), emniyet kritik/güvenilir

yazılımların entegrasyon ve test aşamalarında SEL’de kullanılan doğrulama

yazılımlarının geliştirilmesine olanak sağlayan bir altyapıdır.

Çapraz platform desteği, dağıtık mimari, gerçek zamanlılık, grafiksel kullanıcı

arayüzleri, mühendislik-ham veri dönüşümleri ve aviyonik veriyolları arayüzleri

üzerinden haberleşme kabiliyetleri sunmaktadır.

SDYA; yazılım testleri, yazılım ve donanım arayüz testleri, aviyonik sistem

entegrasyonu, kabul testleri, ekipman arıza tespiti, operatör eğitimi, test otomasyonu

gibi ihtiyaçların giderilmesinde kullanılan bir araçtır.

SE

L D

OĞ

RU

LA

MA

YA

ZIL

IML

AR

I A

LT

YA

PIS

I (S

DY

A)


Öne çıkan özellikleri aşağıda sıralanmıştır:

Model geliştirme/uyarlamaları ile farklı projelerde kullanılabilmesi

DO-178B ve ECSS standartlarının doğrulama aracı kalifikasyon kriterlerine ve CMMI

Seviye-3 süreçlerine uygunluğu

COTS ürünlere kritik bağımlılıkları olmaması

Performans ve gerçek zamanlılık gereksinimlerini karşılayabilmesi

Farklı tipteki donanım ve işletim sistemleri ile birlikte çalışabilmesi

Gelişen teknolojilerle yenilenebilir ve idame ettirilebilir olması

Kullanıcı dostu ara yüze sahip ve yapılandırılabilir olması

Otomatik test alt yapısına sahip olması

SE

L D

OĞ

RU

LA

MA

YA

ZIL

IML

AR

I A

LT

YA

PIS

I (S

DY

A)


SDYA Katmanlı Mimari Yapısı;

Tekrar kullanılabilirlik, test edilebilirlik, modülerlik, esneklik, ölçeklenebilirlik ve

genişletilebilirlik gibi yazılım kalite faktörlerini desteklemektedir.

Seçilen kritik teknolojilerdeki değişimlerin diğer yazılım bileşenlerini asgari seviyede

etkilemesi için soyutlama sağlamaktadır.

ESA ECSS-E-TM-40-07: “Simulation Modelling Platform” standardına uyumluluk göz

önüne alınarak oluşturulmuştur.

SD

YA

MİM

AR

İSİ


SD

YA

MİM

AR

İSİ


SDYA KATMANLI MİMARİSİ

SD

YA

MİM

AR

İSİ


Kritik teknoloji ve araçların seçiminde Karar Analiz ve Çözüm (KAÇ) Süreci işletilmiştir.

KA

RA

R A

NA

LİZ

İ V

E Ç

ÖZ

ÜM

(K

AÇ

) S

ÜR

EC

İ


SDYA; Şablon Tabanlı Çıktı Üreteci, SELSIM, Model Kullanıcı Arayüzü, Uç Nokta

Yöneticisi, Veri Kayıt ve Analiz Aracı ve Otomatik Test Aracı bileşenlerinden

oluşmaktadır.

SD

YA

BİL

EŞ

EN

LE

Rİ


Veritabanına bağlanarak, simülasyon altyapısında kullanılacak veri yapılarını içeren

ortak kod ve yapılandırma dosyalarının belirlenen formatta üretilmesini sağlar.

SD

YA

BİL

EŞ

EN

LE

Rİ


Durum/mod yönetimi, zaman ve çerçeve yönetimi, hata raporlama, veri yönetimi ve

dağıtık/paylaşımlı ağ üzerinden veri alış verişi işlevlerini gerçekleştirir.

Model Kontrol, Model Yöneticisi ve IO Yöneticisi ekranları ile aviyonik cihazlara ait

fonksiyonel modellerin ve I/O arayüzlerinin yönetimini sağlar.

SD

YA

BİL

EŞ

EN

LE

Rİ


SD

YA

BİL

EŞ

EN

LE

Rİ

Mevcut bilgisayarda çalışan simülasyon modellerini çalışma ve gecikme

durumlarıyla listeler.

Modellerin frekanslarının ve çalışma durumlarının ayarlanması için giriş

alanlarına sahiptir.


SD

YA

BİL

EŞ

EN

LE

Rİ

Simülasyon sisteminin model tasarımını oluşturmaya yarar.

Sistemdeki bütün bilgisayarları ve üzerlerinde koşan modelleri, paketleri ve mesajları listeler.

Sisteme model ekleme, değiştirme ve silme işlemleri için arayüz sağlar.

Mesajların IO Ayarlarının yapılması için arayüz sağlar.

Oluşturulan sistem tasarımı «system.xml» dosyasına kaydedilir.


SD

YA

BİL

EŞ

EN

LE

Rİ

Simülasyon sisteminin IO tasarımını oluşturmaya yarar.

Sistemde tanımlı aviyonik arayüzlerden (ethernet, muxbus, analog,

discrete, serial) seçim yaparak modellere uygun veri yolları tanımlamayı

sağlar.

Sisteme veri yolu ekleme, değiştirme ve silme işlemleri için arayüz

sağlar.

Bu ekrandan oluşturulan veri yolları, Model Yöneticisi ekranındaki «IO

Ayarları» uygulaması yardımıyla ilgili mesajlarla eşleştirilir.


Metin Tabanlı ve Görsel grafik kullanıcı arayüzlerinin oluşturulmasını sağlar.

Proje veritabanında tanımlı mesaj alanlarına veri girişi yapma ve verileri monitör

etme işlemleri için kullanıcının modellerle ara yüzünü oluşturur.

SD

YA

BİL

EŞ

EN

LE

Rİ


Ağda çalışmakta olan bilgisayarları, bu bilgisayarlar üzerinde koşan tüm SDYA

bileşenlerinin çalışma durumlarını ve işlemci/bellek kullanımını gösterir.

Simülasyon sistemindeki bütün uygulamaları yönetme ve durumlarını takip etme

imkanı sağlar. SD

YA

BİL

EŞ

EN

LE

Rİ


Dağıtık/paylaşımlı ağ üzerinden gelen bütün simülasyon verilerini xml formatında

kaydeder.

Kaydedilen verilerin XY-Plot, Bar Chart ve Tablo formatında analiz edilmesine imkan

sağlar. SD

YA

BİL

EŞ

EN

LE

Rİ


Elemana değer atama ve okuma, simülasyon durumunu değiştirme gibi işlemlerin

betik dili ve uygulama programlama arayüzü (API) aracılığıyla yapılmasını sağlar.

Python, C++ ve C# desteği sunmaktadır.

SD

YA

BİL

EŞ

EN

LE

Rİ


Emniyet kritik/güvenilir uçuş yazılımlarının entegrasyon ve test aşamalarında

kullanılan SEL simülasyon yazılımları ve modellerinin geliştirilmesine olanak

sağlayan bir alt yapı sunulmuştur.

Altyapının ilk kullanıldığı platform olarak belirlenen İnsansız Hava Aracı için

spesifik model geliştirme ve uyarlama çalışmaları tamamlanmış, SEL kurulum ve

entegrasyonları başarı ile gerçekleştirilmiştir.

DO-178B ve ECSS-E-ST-40C gibi dünyaca kabul görmüş emniyet kritik/güvenilir

yazılım geliştirme rehber/standartlarının “Araç Kalifikasyonu” gereksinimleri

çerçevesinde yazılım doğrulama ve geçerli kılma faaliyetleri gerçekleştirilmiştir.

Modüler ve esnek mimari tasarımı sayesinde, platforma özgü modellerin

geliştirilmesi ve alt yapıya entegrasyonu ile farklı simülasyon ortamlarında

yeniden kullanabileceği değerlendirilmektedir.


Uydu ve Uzay Projelerinde kullanılan ve ESA (European Space Agency) tarafından

geliştirilmiş olan Simulation Modelling Platform standardı ile uyumlu uydu

modellerinin çalıştırılacağı bir ortam sunmaktadır.

Hedef uydu projelerinde aşağıdaki görevleri üstlenmesi planlanmaktadır:

Uydu entegrasyon ve test prosedürleri doğrulama aracı

Uydu operasyonel prosedürleri doğrulama aracı

Performans ve sağlamlık doğrulama aracı

Uydu operatör eğitimi destek aracı


TUSAŞ Türk Havacılık ve Uzay Sanayii A.Ş.

www.tai.com.tr


Uç

uş

Ya

zılım

ı Ü

rün

Ha

ttı Y

ak

laş

ımı

TUSAŞ – Türk Havacılık ve Uzay Sanayii A.Ş.

05 Eylül 2016

Uydu Uçuş Yazılımları için

Ürün Hattı Yaklaşımı Orhan UĞURLU

Seyfullah ARI


Uç

uş

Ya

zılım

ı Ü

rün

Ha

ttı Y

ak

laş

ımı

SUNUM PLANI

Giriş

Uydu Sistemine Genel Bakış

Uydu Uçuş Yazılımı

Dünyada Uçuş Yazılımı Geliştirme Yaklaşımları

Uydu Uçuş Yazılımı için Ürün Hattı Yaklaşımı

TUSAŞ Uydu Uçuş Yazılımı Geliştirme Yaklaşımı


Uç

uş

Ya

zılım

ı Ü

rün

Ha

ttı Y

ak

laş

ımı

Uydu Veri Kotarma Alt SistemiHaberleşme Alt Sistemi

Güç Alt Sistemi

Güç

Düzenleme

ve Dağıtım

Birimi

Güneş

Paneli

Pil

Platform Veri Yolu (1553B)

İtki Alt Sistemi

Görev Yükü Alt Sistemi

Görev Yükü Veri Yolu (1553B)

Veri Sıkıştırma Kayıt

ve Formatlama

Birimi

X Band

Verici

S Band

Alıcı/Verici

Platform Arayüz

Birimi

Uydu Merkezi

Bilgisayarı

Isıl Kontrol Alt Sistemi

Isıtıcılar Sıcaklık

Algılayıcıları

YYBKS Alt Sistemi

GPS JiroskopYıldız İzler

Manyetik

Tork

Çubuğu

Güneş

Algılayıcı

Tepki

tekeri

Magneto-

metre

TM/TC

Uçuş

Yazılımı


Uç

uş

Ya

zılım

ı Ü

rün

Ha

ttı Y

ak

laş

ımı

Uydu Uçuş Yazılımı, uydunun üzerinde gerçekleştirilen veri kotarma işlemlerinin

merkezidir. Uydunun kontrolü ve takibi Uydu Uçuş Yazılımı aracılığıyla

yapılmaktadır.

Uçuş Yazılımı

Sistem Yönetimi

Komuta Edilebilirlik

Gözlene-bilirlik

Arıza tespit

izolasyon kurtarma

Yörünge yönelim

belirleme ve kontrol

Güç kontrol

Isıl kontrol

Görev yükü

kontrol


Uç

uş

Ya

zılım

ı Ü

rün

Ha

ttı Y

ak

laş

ımı

Uydu Uçuş Yazılımı

Kritik Konular

Takvim Baskısı

• Yazılım gecikiyor

Maliyet Etkinlik

• Her seferinde bu kadar çok

efor harcayacak mıyım?

Kalite/Güvenilirlik

• Hata yaparsa uydu görev

yapamaz hale gelebilir

Bu konular nasıl ele alınmalı?

Kalite

Takvim

Maliyet


Uç

uş

Ya

zılım

ı Ü

rün

Ha

ttı Y

ak

laş

ımı

Dünya Nereye Gidiyor?

ESA

Software Factory

SAVOIR (Space Avionics Open Interface Architecture) altında

gerçekleştirilen OSRA (On-board Software Reference Architecture)

çalışmaları


Uç

uş

Ya

zılım

ı Ü

rün

Ha

ttı Y

ak

laş

ımı


NASA Goddard Space Flight Center

Flight Software Core Flight System

Flight Software Core Flight Executive


Uç

uş

Ya

zılım

ı Ü

rün

Ha

ttı Y

ak

laş

ımı


NASA Jet Propulsion Laboratory

FSW Product Line

Component Based Architecture


Uç

uş

Ya

zılım

ı Ü

rün

Ha

ttı Y

ak

laş

ımı


Standartlaşma

CCSDS

• SOIS (Spacecraft On-Board Interface Services)

• EDS (Electronic Data Sheet)

ARINC 653

• Havacılık projelerinde işletim sistemi soyutlama

• Uzayda Lockheed Martin Orion FSW

ECSS PUS (Packet Utilization Standard)

• Uçuş Yazılımı tarafından sağlanması beklenen servisler


Uç

uş

Ya

zılım

ı Ü

rün

Ha

ttı Y

ak

laş

ımı

Belirli bir piyasa ihtiyacını karşılayan,

Uydu yönetimi

ortaklıklar içeren, özellikler üzerinden yönetilen,

Her uyduda tekrar eden özellikler

bir ürün ailesinin,

Uydu Uçuş Yazılımları

ortak temel varlıkları kullanarak,

Uydudan bağımsız işlevlere ait bileşenler

tanımlanmış bir yöntemle geliştirilmesi

Sistematik bir yöntem?

P. Clements & L. Northrop, Software Product Lines: Practices and Patterns, Addison Wesley, 2001.

Products

pertain to Market Strategy/

Application Domain

share an is satisfied by

Architecture

are built from used to structure

Components


Uç

uş

Ya

zılım

ı Ü

rün

Ha

ttı Y

ak

laş

ımı

Yazılım Ürün Hattı Mühendisliği

Uyd

u B

ağ

ıms

ız G

eli

şti

rme

Uçuş Yazılımı 1 – Uydu 1’e ait Değişkenlikleri içeren Çıktılar



Uyduya Özel

Gereksinim

Geliştirme

Uyduya Özel

Tasarım

Uyduya Özel

Test

Uyduya Özel

Kodlama

Uydu Bağımsız

Gereksinim

Geliştirme

Uydu

Bağımsız

Tasarım

Uydu

Bağımsız

Kodlama

Uydu

Bağımsız Test

Uydu Bağımsız Çıktılar (Değişkenlik Modeli dahil)

Uyd

u Ö

ze

l G

eli

şti

rme

Ürün Yönetimi

* TUSAŞ Software Product Line Engineering for Space Systems Software Report


Uç

uş

Ya

zılım

ı Ü

rün

Ha

ttı Y

ak

laş

ımı

Uçuş Yazılımı ile ilgili değişkenlikler

Platform

• İşlemci / İşletim Sistemi

• Veri Yolları / Harici Arayüzler

Uygulama Seviyesi İşlevler

• Uydu Bağımsız İşlevler

• Uyduya Özel İşlevler


Uç

uş

Ya

zılım

ı Ü

rün

Ha

ttı Y

ak

laş

ımı

Değişkenlikleri destekleyecek katmanlı bir mimari yaklaşım

Soyutlama katmanı

• İşletim Sistemi Soyutlama

• Donanım Soyutlama

Uygulama seviyesi bileşen mimarisi

Donanım (OSCAR/STARKIT, OBC-TÜRK, RASTA, GR712, …)

Uygulama Katmanı

Uyduya Özel Uygulamalar

(Isıl, Faydalı Yük, Güç, YYBKS, ...)

Soyutlama Katmanı

ARINC 653 SOIS

(Spacecraft Onboard Interface Services)

PUS Servisleri

(Packet Utilization Standard)

Platform Katmanı

İşletim Sistemi

(RTEMS, PikeOS, VxWorks, ..) BSP/Sürücüler


Uç

uş

Ya

zılım

ı Ü

rün

Ha

ttı Y

ak

laş

ımı

Donanım

Uygulama Katmanı

Soyutlama Katmanı

Platform Katmanı

Donanım

Uygulama Katmanı

Soyutlama Katmanı

Platform Katmanı

TUSAŞ Yaklaşımı - Örnek Kullanım

TU

SA

Ş R

efe

ran

s M

ima

risi

Büyük Uydu

Leon-3 Tabanlı Uçuş Bilgisayarı

PikeOS TM/TC ve MIL-STD-1553

Sürücüleri

Uyduya Özel

Uygulamalar PUS Servisleri Alt Kümesi

Küçük Uydu

Donanım

Uygulama Katmanı

Soyutlama Katmanı

Platform Katmanı

ARM Tabanlı Uçuş Bilgisayarı

FreeRTOS Seri ve CAN Sürücüleri

Uyduya Özel

Uygulamalar PUS Servisleri Alt Kümesi

Ye

nid

en

Ku

llan

ım

Ye

nid

en

Ku

llan

ım


Uç

uş

Ya

zılım

ı Ü

rün

Ha

ttı Y

ak

laş

ımı

İşlemci ve işletim sistemi bağımsızlığı için üst katmana sabit bir

arayüz sağlanması

Alternatifler: A653 APEX, OSAL, Özgün

Seçim: Standartlaşmış olan ve aviyonik alanında yaygın

kullanılan A653 APEX


Uygulama Katmanı



Soyutlama Katmanı

ARINC 653 SOIS (Spacecraft Onboard

Interface Services)

PUS Servisleri


Platform Katmanı

İşletim Sistemi (RTEMS, PikeOS,

VxWorks, ..) BSP/Sürücüler


Uç

uş

Ya

zılım

ı Ü

rün

Ha

ttı Y

ak

laş

ımı

Altsistemlerde kullanılan donanımlardaki çeşitlilik

Veriyolu arayüzlerindeki farklılıklar

Donanım ve arayüz bağımsızlığı için CCSDS tarafından

geliştirilen SOIS standardına uyumlu soyutlama katmanı


Uygulama Katmanı



Soyutlama Katmanı

ARINC 653 SOIS (Spacecraft Onboard

Interface Services)

PUS Servisleri


Platform Katmanı

İşletim Sistemi (RTEMS, PikeOS,

VxWorks, ..) BSP/Sürücüler


Uç

uş

Ya

zılım

ı Ü

rün

Ha

ttı Y

ak

laş

ımı

Bileşen tabanlı bir mimari

Uygulama veriyolu

• Parametre alış/verişi

• İstek/rapor alış verişi

• Olay rapor alış verişi

Tak/çıkar uyumlu

Uygulama Veriyolu

Bileşen

1

Bileşen

2

Bileşen

3

Bileşen

N …


Uç

uş

Ya

zılım

ı Ü

rün

Ha

ttı Y

ak

laş

ımı

Bileşen arayüzleri

Data Port

Event Port

Operation Port

Request/Report port

cmp Component View

«DATA PORT» data2«EVENT PORT» event2

«REQUEST PORT» request1

«OPERATION» operation2

Component1

«DATA PORT» data1

«DATA PORT» data2«EVENT PORT» event2

«EVENT PORT» event1

«REQUEST PORT» request1

«REPORT PORT» report1




Uç

uş

Ya

zılım

ı Ü

rün

Ha

ttı Y

ak

laş

ımı

Bileşen gereksinimlerini analiz et (Gereksinimler)

Bileşen tasarla (Bileşen Tanımı)

Bileşen iskelet kodunu üret (Otomatik Üretilmiş Kod)

Bileşeni gerçekleştir (Elle Geliştirilmiş Kod)

Bileşeni test et (Test)

Temel varlık olarak çıktıları envantere ekle

custom Requirements

Req 1: The X

system shal ...cmp Component View

port B

Bileşen A

port A port B


Uç

uş

Ya

zılım

ı Ü

rün

Ha

ttı Y

ak

laş

ımı

Temel varlıklardan uygulamamıza uygun bileşenlerin seçimi

(Ürün tanımı)

Bileşenlerin bağlanması (Ürün Konfigürasyonu)

Bileşenleri bağlayan kodların üretilmesi (Otomatik Üretilmiş Kod)

Sistemin derlenmesi (Çalıştırılabilir Yazılım)

cmp Package2

Bileşen 1

«DATA

PORT»

port1

«DATA

PORT»

port1

Bileşen 2

«DATA

PORT»

port1

Bileşen 3

«DATA PORT»

port2


Uç

uş

Ya

zılım

ı Ü

rün

Ha

ttı Y

ak

laş

ımı

Gereksinim tabanlı Kara kutu testleri

Bileşenin gereksinimlerine ait testlerin bileşenin dahil olduğu

ürün üzerinde koşturulması

Otomatize / Tekrar edilebilir


Uç

uş

Ya

zılım

ı Ü

rün

Ha

ttı Y

ak

laş

ımı

Bağımsız AR-GE Projesi

Temsili Uydu Tanımı

Ürün hattı yaklaşımının oluşturulması

• Mimarinin oluşturulması ve doğrulanması

• Geliştirme altyapılarının oluşturulması

Temel varlıkların oluşturulması ve doğrulanması

Temsili uygulama varlıklarının oluşturulması

Soyutlama katmanlarının oluşturulması ve doğrulanması


Uç

uş

Ya

zılım

ı Ü

rün

Ha

ttı Y

ak

laş

ımı

Uydu yol haritası netleştikçe, ürün yönetimi çalışmalarının

olgunlaştırılması

Konfigürasyon yönetim yönteminin adapte edilmesi

Bileşen içerisine ait değişkenlik modelinin oluşturulması


Uç

uş

Ya

zılım

ı Ü

rün

Ha

ttı Y

ak

laş

ımı

Uydu Uçuş Yazılımları ile ilgili takvim, maliyet ve kalite

beklentilerini karşılayacak geliştirme yaklaşımı arayışına

gidilmiştir.

Dünyada bu konudaki yaklaşımların incelenmiştir.

Yapılan incelemeler sonucu Yazılım Ürün Hattı Yaklaşımı

benimsenmiştir.

Yazılım Ürün Hattı Yaklaşımını destekleyecek mimari ve

birleştirme yaklaşımı belirlenmiş, Katmanlı Bileşen Tabanlı bir

mimari oluşturulmuştur.

Temsili Uydu Tanımı ile belirlene yaklaşım uygulanmaktadır.

Gelecek uydu projelerinde yapılan yatırımın geri dönüşünün elde

edilmesi hedeflenmektedir.


Uç

uş

Ya

zılım

ı Ü

rün

Ha

ttı Y

ak

laş

ımı

TUSAŞ Türk Havacılık ve Uzay Sanayii A.Ş.

www.tai.com.tr

Documents

TUSAŞ Sistem Entegrasyon Laboratuvarı Doğrulama ...uymk2016.iku.edu.tr/sunumlar/2_SDYA_UYMK_Sunum.pdf · betik dili ve uygulama programlama arayüzü (API) aracılığıyla yapılmasını