機(jī)載可編程邏輯器件軟件生存周期過程研究

摘 要 本文結(jié)合機(jī)載可編程邏輯器件軟件研制管理過程特點(diǎn)，對其生存周期過程進(jìn)行了研究，給出了機(jī)載可編程邏輯器件軟件研制階段的劃分方法，各階段的輸入、輸出要求，轉(zhuǎn)段準(zhǔn)則等，該研究為后續(xù)推進(jìn)機(jī)載可編程邏輯器件軟件工程化的實(shí)施奠定了基礎(chǔ)。

【關(guān)鍵詞】軟件工程 PLD軟件 生存周期

1 引言

目前機(jī)載可編程邏輯器件（Programmable Logic Device，PLD）軟件尚未按照軟件工程的方法開展研制和管理工作，這將導(dǎo)致設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)不完整或缺失，并給裝備質(zhì)量帶來巨大風(fēng)險。為了降低這種風(fēng)險，應(yīng)參考軟件工程領(lǐng)域內(nèi)的相關(guān)做法及標(biāo)準(zhǔn)，在PLD軟件研制過程中引入軟件工程的思想，而引入軟件工程思想最重要的一步即是開展PLD軟件的生存周期過程研究，通過明確研制階段劃分方法、各階段的輸入輸出要求等來規(guī)范PLD軟件研制過程。

2 PLD軟件生存周期過程研究

2.1 過程劃分

由于PLD軟件的設(shè)計(jì)依附于其所隸屬的機(jī)載設(shè)備，在對其生存周期過程進(jìn)行劃分時，應(yīng)考慮設(shè)備研制的生存周期。在系統(tǒng)過程中，需要將設(shè)備/系統(tǒng)的需求分配給軟件和硬件，該過程確定系統(tǒng)分配給PLD軟件的系統(tǒng)需求，作為PLD軟件需求的直接輸入，因此，系統(tǒng)過程應(yīng)引入PLD軟件生存周期過程。PLD軟件生存周期過程劃分為五大過程，主要包括：

（1）系統(tǒng)過程：用于明確系統(tǒng)/設(shè)備分配給PLD軟件的系統(tǒng)需求。

（2）計(jì)劃過程：用于定義和協(xié)調(diào)PLD軟件開發(fā)、維護(hù)和支持過程的工作。

（3）開發(fā)過程：產(chǎn)生設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)和PLD軟件產(chǎn)品。

（4）維護(hù)過程：產(chǎn)生設(shè)備定型/鑒定后PLD軟件的維護(hù)數(shù)據(jù)。

（5）支持過程：貫穿系統(tǒng)過程、計(jì)劃過程、開發(fā)過程和維護(hù)過程，確保各個過程輸出的生存周期數(shù)據(jù)的正確性、可控性。這個過程包括質(zhì)量保證、配置管理、驗(yàn)證和確認(rèn)等活動。

2.2 階段劃分

根據(jù)PLD軟件生存周期過程劃分結(jié)果，對各個過程進(jìn)行細(xì)化，結(jié)合PLD軟件研制流程，將PLD全生存周期劃分為如下十個階段：系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)階段、計(jì)劃階段、需求階段、設(shè)計(jì)階段、實(shí)現(xiàn)階段、板級驗(yàn)證階段、驗(yàn)收交付階段、系統(tǒng)集成階段、定型/鑒定階段、使用維護(hù)階段。實(shí)現(xiàn)階段又進(jìn)一步細(xì)化為四個子階段，即編碼階段、功能仿真、綜合布局布線階段、時序驗(yàn)證階段。各個過程和階段的對應(yīng)關(guān)系及每個階段的輸入輸出要求見圖1。

在圖中的實(shí)現(xiàn)階段中，是不斷反饋迭代、優(yōu)化的過程，即在功能仿真，綜合、布局布線，時序驗(yàn)證過程中發(fā)現(xiàn)的問題都會反饋至編碼或更上級階段，在進(jìn)行HDL代碼糾正優(yōu)化或設(shè)計(jì)完善后重新驗(yàn)證再進(jìn)入后續(xù)階段。本文描述的是研制過程全生存周期階段的全集，根據(jù)不同的PLD軟件類型及等級、軟件需求的穩(wěn)定性以及復(fù)用模塊使用情況等，可對本文生存周期的相關(guān)階段進(jìn)行剪裁。同時，由于增量開發(fā)或各個過程之間的反饋等原因會導(dǎo)致某個階段被進(jìn)入、重復(fù)進(jìn)入或修改。

2.3 轉(zhuǎn)段準(zhǔn)則

基于上述生存周期過程，對于采用瀑布模型開發(fā)的項(xiàng)目，其各階段的轉(zhuǎn)段準(zhǔn)則為本階段的轉(zhuǎn)出準(zhǔn)則和下階段的進(jìn)入準(zhǔn)則，二者通常一致，轉(zhuǎn)段準(zhǔn)則為本階段的工作產(chǎn)品已固化并通過評審，生存周期資料納入配置管理。而在實(shí)際項(xiàng)目中，通常并非采用嚴(yán)格意義上的瀑布模型，某個階段的轉(zhuǎn)入準(zhǔn)則與其上階段的轉(zhuǎn)出準(zhǔn)則可以不一致，相關(guān)的轉(zhuǎn)入和轉(zhuǎn)出準(zhǔn)則需要在計(jì)劃類文件中定義清楚。某個階段可以基于部分輸入開始進(jìn)入，只要確保本階段的輸入滿足本階段的轉(zhuǎn)入準(zhǔn)則即可。

3 總結(jié)

本文的研究明確了PLD軟件生存周期階段劃分及轉(zhuǎn)段準(zhǔn)則，對每個階段的輸入輸出要求進(jìn)行了定義。本文的研究成果，為推進(jìn)PLD軟件工程化提供了保證。

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作者簡介

邢薇薇（1986-），女，陜西省西安市人。碩士學(xué)位。工程師。主要研究方向?yàn)闄C(jī)載軟件工程化。

作者單位

中國航空工業(yè)集團(tuán)公司第一飛機(jī)設(shè)計(jì)研究院 陜西省西安市 710089