Use of Model-Based Software Product Line Engineering for Certifiable Avionics Software Development

Tous les systèmes logiciels avioniques sont soumis aux contraintes de certification imposées par les normes DO-178. Les fabricants d'équipements avioniques civils sont très conservateurs dans leur processus de développement de logiciels et la plupart utilisent encore des outils et des méthodes d'ingénierie logicielle éprouvés en raison des contraintes de certification strictes. Les contraintes de certification, avec la taille et la complexité du logiciel des systèmes avioniques modernes qui augmentent continuellement, ont un impact considérable sur le coût du développement de logiciel avionique certifiable. Pour réduire le coût de développement, les fabricants d'équipements avioniques doivent utiliser des méthodes de développement logiciel modernes, ce qui est possible avec la publication de la norme DO-178C. Dans le cadre de ma thèse, nous explorons l'utilisation de l'ingénierie de ligne de produit basée sur des modèles pour le développement de logiciels avioniques certifiables et proposons des solutions au niveau industriel pour utiliser un processus de ligne de produit utilisant des outils commerciaux. Dans le cadre de ma thèse, nous explorons également l'applicabilité de notre processus de development logiciel basé sur le concept de ligne de produit au développement de logiciels avioniques certifiables contrôlés. Nous identifions les contraintes qui limitent la réutilisation des composants logiciels dans les logiciels avioniques sous contrôle d'exportation et proposons des solutions techniques qui facilitent l'application de ligne de produit logiciel basée sur des modèles au développement de logiciels avioniques certifiés et sous contrôle d'exportation. Nous validons nos solutions proposées par des études de cas industriels.

Abstract

All avionics software systems are subjected to certification constraints imposed by DO-178 standards. Civil avionics equipment manufacturers are quite conservative in their software development processes: most still use time-tested software engineering tools and methods, due to strict certification constraints. These certification constraints, along with the increasing size and complexity of modern avionics software-intensive systems, are having a huge impact on the cost of certifiable avionics software development. To cope with this increasing complexity, avionics equipment manufacturers need to use modern software development methodologies. This is possible with the release of DO-178C standard. In my thesis, I have explored the use of model-based software product line engineering for certifiable avionics software development, and have proposed industrial-level solutions for using a model-based software product line process based on commercially available tools. In this thesis, I have also explored the applicability of our model-based software product line process to export-controlled, certifiable avionics software development, identifying constraints that limit the reuse of software components among export-controlled avionics software and proposing technical solutions that facilitate the application of a model-based software product line to export-controlled, certifiable avionics software development. The proposed solutions are validated using industrial case studies.