Flexible Avionik Plattform mit AAA-Prozess
Im Fokus der Forschung stehen integrierte, hoch fehlertolerante Avioniksysteme als Basis für Fly-by-Wire Systeme für Luftfahrzeuge der Klassen CS23 (General Aviation), CS25 (Air Transport) sowie CS27/29 (Hubschrauber). Speziell für Flugzeuge und UAVs der Klasse CS23 geht es darum, ein Avioniksystem bereitzustellen, das zusätzlich zur eigentlichen Flugsteuerung und Flugführung auch die weitgehend ausfallsichere Automatisierung des gesamten Flugzeuges ermöglicht. Dies bedeutet: hoch redundante/fehlertolerante, integrierte Avioniksysteme zu geringen Kosten. Eine Herausforderung! Vor diesem Hintergrund entwickelte das ILS den Ansatz der Flexiblen Avionik Plattform mit dem dazugehörigen, hoch automatisierten AAA-Entwicklungsprozess.
Technische Informationen
Sie ist eine am ILS entwickelte neue Avionikplattform. Mit ihr lassen sich Avioniksysteme wie folgt generieren: Verteilte Architektur, bestehend aus verschiedenen Modultypen und Netzwerken; skalierbare Redundanz bis hin zu absolut sicherheitskritischen „10-9/h“ Anwendungen; ein als Middle- und Side-Ware ausgelegtes Plattform-Management (PlaMa), welches Services zur Ausführung für Kommunikation, sichere Fehlererkennung, Konsolidierungs- und Synchronisiermechanismen, alle Fehler, Missions oder Life-Cycle bedingten Planungen und Planungsumsetzungen bereitstellt..
Mit Hilfe der AAA-Tool-Suite erfolgt die Generierung und Qualifikation integrierter Avioniksysteme weitgehend automatisch. Dies geschieht auf Basis zentraler Systemvorgaben. Daraus werden anhand mehrerer hintereinander folgender Modelltransformationen die PlaMa Instanzen und Konfigurationsdaten für Driver und das OS automatisch generiert. Die Generierung einer PlaMa-Instanz geschieht durch Auswahl, Spezialisierung und Komposition von sogenannten „Basis Services“. Sie stellen Software-Einheiten mit elementarem Funktionsumfang dar. Die in diesem Prozessabschnitt entstandenen Wissensmodelle werden in der Folge automatisch analysiert und zu Requirements synthetisiert. So gelingt es, alle System- und Software-Requirements Dokumente (high Level und low Level) automatisch zu erzeugen. Aus den dabei generierten Requirements, die auch als „State Machines“ vorliegen, erfolgt die automatische Generierung der entsprechenden Test-Cases und deren Umsetzung in Script basierte Testprozeduren.
Das Plattform Management PlaMa reduziert das komplexe Avioniksystem mit Peripherieeinheiten gegenüber Laws (Applikationen) auf API-Ebene zu einem virtuellen Simplexsystem. Dies vereinfacht die Entwicklung von Laws signifikant und ermöglicht auch eine virtuelle luftfahrtkonforme Vorqualifikation von Laws im Rahmen ihrer simplex Systemsimulationsumgebung. Dazu genügt es, alle Testdaten eines Laws in dessen „simplex“ Simulationsumgebung aufzuzeichnen und diese Daten anschließend in die reale, redundante HiL-Umgebung zu transformieren. Die so gewonnen Daten lassen sich am HiL automatisch ausführen, was einem automatischen Re-Run der „simplex“ Tests auf dem redundanten HiL und somit am Target entspricht. So wird aus der virtuellen Vorqualifikation automatisch die endgültige Systemqualifikation.
Reinhard Reichel
Prof. Dr.-Ing.Emeritus