汽車(chē)電子軟件開(kāi)發(fā)論文

　　汽車(chē)電子軟件的開(kāi)發(fā)不同于一般的軟件開(kāi)發(fā)，除了需要符合軟件開(kāi)發(fā)標準流程外，還需要滿(mǎn)足功能安全相關(guān)標準。目前軟件開(kāi)發(fā)行業(yè)普遍采用CMMI過(guò)程能力成熟度模型，而功能安全ISO26262標準則已成為汽車(chē)業(yè)界非常重要的開(kāi)發(fā)標準。本文從選題的背景和意義出發(fā)，介紹了如何在汽車(chē)電子軟件開(kāi)發(fā)的V模型中高效地部署CMMI和ISO26262雙重規范和標準，從而開(kāi)發(fā)出高質(zhì)量的汽車(chē)電子軟件。

　　隨著(zhù)汽車(chē)工業(yè)智能化程度、綠色環(huán)保、互聯(lián)網(wǎng)概念的深入，汽車(chē)對整車(chē)電子系統的開(kāi)發(fā)需求與依賴(lài)程度日益提升，電子控制單元(electronics control unit，ECU)軟件的開(kāi)發(fā)也越來(lái)越復雜。為確保產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)質(zhì)量，開(kāi)發(fā)過(guò)程必須遵循嚴格的流程，且軟件產(chǎn)品也必須滿(mǎn)足越來(lái)越嚴格的標準。作為軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程改進(jìn)的運用模型，CMMI已經(jīng)在國內推廣近十年的時(shí)間，積累了來(lái)自1000多個(gè)軟件公司的幾萬(wàn)條最佳實(shí)踐，成為目前汽車(chē)電子軟件開(kāi)發(fā)的首選流程改進(jìn)模型。在產(chǎn)品的安全標準方面，從工業(yè)功能安全標準IEC61508轉化而來(lái)的ISO26262功能安全標準，已經(jīng)成為目前非常前沿的汽車(chē)安全相關(guān)標準，它基于汽車(chē)電子行業(yè)公認的V模型，強調通過(guò)各開(kāi)發(fā)階段的測試及驗證來(lái)保證安全相關(guān)的電子產(chǎn)品的功能性失效不會(huì )造成危險的發(fā)生。本文以CMMI與ISO26262在某整車(chē)廠(chǎng)的汽車(chē)電子軟件開(kāi)發(fā)中的有效部署和應用為例，展開(kāi)相關(guān)性探討。

　　1 CMMI3在汽車(chē)電子軟件開(kāi)發(fā)中的應用

　　CMMI是1997年由卡耐基梅隆大學(xué)軟件工程研究所(SEI)正式發(fā)布的針對企業(yè)集成產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程成熟度等級評定的模型，是世界范圍內用于衡量軟件過(guò)程能力的標準。CMMI將能力成熟度分為5個(gè)等級，由于CMMI2級對軟件工程活動(dòng)的指導不足，多數軟件公司將最初的改進(jìn)目標設定為有實(shí)際應用價(jià)值的CMMI3級。因為它已經(jīng)完全覆蓋了高質(zhì)量軟件開(kāi)發(fā)必備的指導要素：

　　(1)定義了需求開(kāi)發(fā)(RD，Requirements Development)過(guò)程指導需求開(kāi)發(fā)活動(dòng)。

　　(2)定義了技術(shù)解決方案(TS，Technical Solution)過(guò)程指導設計、編碼活動(dòng)。

　　(3)定義了驗證(VER，Verification)過(guò)程指導評審及測試活動(dòng)。

　　(4)定義了確認(VAL，Validation)過(guò)程指導軟件產(chǎn)品在使用環(huán)境下的驗證活動(dòng)。

　　(5)定義了集成(PI，Product Integration)過(guò)程指導軟硬件產(chǎn)品的集成活動(dòng)。

　　(6)定義了決策分析與解決方案(DAR，Decision Analysis and Resolution)過(guò)程，指導組織如何在設計方案、采購方案等方面做出有效決策。

　　(7)定義了專(zhuān)門(mén)的改進(jìn)組織(EPG，Engineer Process Group)，更有針對性地開(kāi)展過(guò)程改進(jìn)工作。

　　CMMI3從項目管理、工程過(guò)程、支持過(guò)程及過(guò)程管理四個(gè)改進(jìn)維度，分別定義了相應的流程規范。其中，工程過(guò)程映射了汽車(chē)電子軟件開(kāi)發(fā)V字模型的全部過(guò)程，其他三個(gè)改進(jìn)領(lǐng)域則支持工程過(guò)程的執行。圖1展示了基于V模型的CMMI3級規范在汽車(chē)電子軟件開(kāi)發(fā)中的部署。

　　2 ISO26262介紹

　　隨著(zhù)汽車(chē)電子系統復雜性的提高，從車(chē)身電子的雨刮、電源、外燈系統，到主動(dòng)安全系統的車(chē)道保持預警、自動(dòng)泊車(chē)、自適應巡航，普遍包含了大量的電子器件及控制軟件的開(kāi)發(fā)，來(lái)自系統失效和隨機硬件失效的風(fēng)險與日俱增，因此汽車(chē)功能安全開(kāi)發(fā)標準研究成為業(yè)界非常關(guān)注的課題。2011年11月正式發(fā)布的道路車(chē)輛功能安全標準ISO 26262，無(wú)疑成為當前汽車(chē)業(yè)最重要的一份標準，其主要應用于不超過(guò)3.5噸的量產(chǎn)乘用車(chē)的電子電器系統的功能安全開(kāi)發(fā)。該標準的構成如圖 2所示，圖中的一個(gè)大V和兩個(gè)小V所含的4.System level、5.Hardware level、6.Software level標準定義以及下方的8.Supporting processes為本文討論的部署范圍。

　　3 在CMMI3基礎上部署ISO26262標準

　　ISO26262標準中未對項目管理及過(guò)程管理作相應的要求，因此在部署時(shí)，這兩個(gè)維度的活動(dòng)可沿用原有組織內CMMI3級的規范，而支持過(guò)程的活動(dòng)二者是高度重合的，因此工程過(guò)程才是部署的重點(diǎn)。

　　3.1 工程過(guò)程的部署

　　在一個(gè)已實(shí)施CMMI3級的汽車(chē)電子軟件開(kāi)發(fā)組織內部署ISO26262相關(guān)標準，首先需對CMMI3級過(guò)程與ISO26262標準在工程技術(shù)方面的要求做詳細的差異分析，再根據差異分析結果實(shí)施求同存異的部署。

　　3.1.1 兩者的差異分析

　　ISO 26262工程技術(shù)活動(dòng)詳細拆解為系統級、硬件級以及軟件級活動(dòng)。與CMMI3定義的工程過(guò)程維度的活動(dòng)進(jìn)行對比分析，梳理出的具體差異如表1所示�；疑�部分表示ISO26262與CMMI3級流程要求一致;對于在CMMI3級流程體系中無(wú)法實(shí)現的工程技術(shù)要求，則作為ISO26262特有的過(guò)程定義補充在CMMI標準中，并通過(guò)制定相應過(guò)程的裁剪指南來(lái)滿(mǎn)足功能安全開(kāi)發(fā)的特殊要求。

　　3.1.2 具體部署

　　在CMMI的工程過(guò)程部署的基礎上，將需要部署的ISO26262相關(guān)部分整合，整合后如圖3所示。

　　3.1.3 部署舉例

　　以軟件級產(chǎn)品開(kāi)發(fā)生命周期中的軟件架構設計、軟件單元設計及實(shí)現的驗證活動(dòng)為例，討論如何將ISO26262標準的驗證要求與CMMI3級要求的驗證過(guò)程要求統一部署。

　　在CMMI的驗證過(guò)程定義中，評審方式的定義比較簡(jiǎn)單，如自查、走查、正式評審等�；�于該評審策略，將功能安全開(kāi)發(fā)要求的驗證方式整合到評審方式章節，原有非功能安全開(kāi)發(fā)的評審方式不變，在此基礎上，增加了對功能安全開(kāi)發(fā)的相關(guān)驗證活動(dòng)裁剪指南，如表2所示。

　　通過(guò)上述驗證規范的部署舉例，將ISO26262工程過(guò)程部署在現有CMMI3級組織內的主要步驟總結如下：

　　(1)EPG必須詳細理解ISO26262標準所提出的工程開(kāi)發(fā)的技術(shù)要求，分析與現有流程的差異性;

　　(2)EPG將ISO26262標準的各項要求追加或合并到已定義的CMMI流程中，并制定詳細的裁剪指南，以滿(mǎn)足功能安全開(kāi)發(fā)及非功能安全開(kāi)發(fā)的不同要求。

　　(3)工程師根據裁剪指南及開(kāi)發(fā)要求，選擇合適的開(kāi)發(fā)流程及標準。

　　4 結束語(yǔ)

　　隨著(zhù)現代汽車(chē)工業(yè)的迅猛發(fā)展，汽車(chē)電子已經(jīng)成為汽車(chē)的核心競爭力。這不僅要求汽車(chē)電子產(chǎn)品質(zhì)量高，而且必須符合嚴格的功能安全標準。本文以某整車(chē)廠(chǎng)的汽車(chē)電子軟件開(kāi)發(fā)為例，介紹了在基于V模型的汽車(chē)電子軟件開(kāi)發(fā)中如何高效地部署CMMI3級規范，并在此基礎上，重點(diǎn)介紹了如何將ISO26262標準的工程技術(shù)要求與CMMI3的工程過(guò)程域相結合并統一部署，從而指導開(kāi)發(fā)高質(zhì)量、高安全等級的汽車(chē)電子產(chǎn)品。

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