各组织使用基于模型的系统工程 (MBSE) 和基于模型的设计来确保以下各方面均符合功能安全和网络安全航空航天认证标准：
- 需求管理：导入、编写、形式化、验证和追溯需求
- 系统架构和行为模型：建模、分析和仿真
- 代码生成：从模型中生成 C、C++、VHDL® 和 Verilog® 代码
- 静态和/或动态验证：编写、链接和执行测试用例；对模型和代码使用形式化方法
- 鉴定：根据 DO-330 鉴定工具并生成报告
通过集成这些做法，组织可以高效地管理认证过程并生成必要的证据。
您可以使用 MATLAB 和 Simulink 产品来支持关键的航空航天标准，例如用于开发民用飞机和系统的 ARP4754B、用于功能安全评估的 ARP4761A 以及用于网络安全评估的 DO-326A。
借助 MBSE 和基于模型的设计，您可以使用 MATLAB 和 Simulink 产品（包括 System Composer、Simulink Fault Analyzer 和 Requirements Toolbox）来实现以下目的：
- 以文本和模型格式捕获系统需求
- 执行需求验证
- 设计和测试稳健的系统架构
- 在不同层面开展彻底的验证活动
该流程将较高层次的系统设计和较低层次的软件和硬件实现连接起来，从而创建认证所必需的数字线索和可追溯性。
DO-178C 标准为批准用于机载系统的软件定义了一系列目标和活动。使用基于模型的设计，您可以通过以下方式降低风险和工作量：
- 通过创建可执行规范来迭代和细化软件需求
- 利用建模和仿真，以稳健性和可维护性为目标定义架构并确认您的设计选项
- 通过背靠背测试和从需求到测试的可追溯性证明代码和可执行文件的覆盖率
- 自动化建模和代码审查活动
- 用形式化方法减少测试活动
DO-254 标准为机载电子硬件 (AEH) 的认证定义一系列目标。MATLAB 和 Simulink 使您能够符合 DO-254 目标并支持其流程：
- 需求管理和跟踪
- 符合设计标准
- HDL 代码生成
- 验证和确认
基于模型的设计还可以帮您在实现 DO-254 目标的同时，提前验证需求，自动链接到需求，检查模型和代码标准，生成代码，生成报告材料，并在不同级别重用测试用例，从而降低成本，缩短上市时间。
了解更多
- 使用基于模型的设计合规 DO-254 的设计保证指南 - 海报
- 使用基于模型的设计合规 DO-254 的工作流 - 海报
- 在 DO-254 认证合规中使用 MBD - 白皮书
- 使用 HDL Coder 生成的代码实现 STARC 和 DO-254 合规 - 技术文章
- 什么是 UVM 验证？- 发现
- DO-254 硬件生命周期概述 - 文档
使用 MATLAB 和 Simulink，空中客车防务与航天公司的 AEH 团队为空中客车 C295 飞机开发了襟翼 HLCU 装置。
行业示例
- 空中客车防务与航天公司使用基于模型的设计通过 DO-254 (DAL A) FPGA 获得民用认证
- 英国宇航系统公司 ：追求零缺陷开发 (27:53)
- 空中客车防务与航天公司 航空电子系统 V 型开发周期中的建模 (31:40)（西班牙语）
人工智能 (AI) 在生产中的使用越来越多，这带来了对模型说明、验证和确认的需求的增多，特别是在高完整性嵌入式系统开发中。确保 AI 在这些领域的可信度和可靠性需要应对一些挑战，如确保数据的可追溯性、质量和覆盖率，以及构建可重复、稳健、可解释和可扩展的模型以集成到更大的系统中。由于缺乏既定的行业特定 AI 标准，这些工作变得更加复杂。MathWorks 是 SAE WG-114 的成员之一，该组织正在致力于认证标准的定义。
了解更多
- 确认机载深度学习系统 - 示例
- 跑道标志分类器：认证机载深度学习系统 - 文档
- 低关键性机载应用的机器学习系统认证 - 论文
- 跑道标志分类器：DAL C 可认证的机器学习系统 - 论文
使用 MATLAB 深度学习处理器 IP 核，空中客车通过 HDL 代码生成在 FPGA 中实现了深度学习模型，以用于航天器上的异常检测。
为空间系统开发软件和电子硬件所需的流程由多个地区标准定义，如美国国家航空航天局软件工程需求 (NPR 7150.2)、欧洲空间标准化空间工程软件合作组织 (ECSS-E-ST-40) 和软件产品保证 (ECSS-Q-ST-80)，以及欧洲 FPGA 和 ASIC 空间工程空间标准化合作组织 (ECSS-E-ST-20-40C) 和质量合作组织 (ECSS-Q-ST-60-03C)。
使用基于模型的设计，您可以开发符合这些标准的可认证代码，以便：
- 维护、分配和追溯需求，并通过行为仿真对其进行验证
- 定义和维护架构，并将它们以本机方式链接到仿真
- 开发、测试和在软件代码中实现算法
- 使用形式化方法来确保设计的稳健性，并符合静态代码分析需求
- 自动化设计流程和报告
NASA Ames 研究中心使用基于模型设计对控制系统和飞行器建模，生成C代码；执行硬件在环(HIL)和处理器在环(PIL)测试；创建任务训练模拟器。
MathWorks Consulting Services 与您合作以迁移您现有的开发过程，或者使用 MBSE 或基于模型的设计建立新开发过程。认证咨询服务根据您的特定环境、工具和应用量身定制，可以找出您当前工作流中的差距，为优化的工作流制定路线图，并帮助您部署该路线图。
MathWorks Consulting Services 可帮助您做好执行关键的建模、代码生成和工具鉴定活动的准备，以实现 ARP4754B、ARP4761A、DO-254 和 DO-178C 及其补充文档的目标。
关键优势：
- 降低进度和预算风险
- 减少开发时间和成本
- 确保合规性，缩短认证时间
- 提升工作效率和 ROI
- 增强合作伙伴关系
认证咨询 - 典型要素：
- 规划文档审核
- 需求可追溯性
- 基于需求的测试，模型覆盖率
- 模型标准检查
- 代码生成，自动化可追溯性审核
- 具有结构覆盖率的主机和目标系统测试（软件）
- 生命周期交付物创建的自动化
- 工具鉴定
联系 MathWorks Consulting Services 以讨论您的具体需求。
DO-178C：基于模型的设计培训路径
DO-254：基于模型的设计培训路径
航空航天认证标准合规性常见问题解答
开始使用 MATLAB 和 Simulink 进行 DO-178C 和 DO-254 等标准相关工作的最佳方式是参考我们文档中的示例。您还应考虑参加我们为期三天的《使用基于模型的设计实现 DO-178C/DO-331 合规性》培训课程。有关工具鉴定的详细信息，请查看 DO Qualification Kit 产品页。
是的，针对系统工程标准（如 SAE ARP4754B、SAE ARP4761A 和 DO-326A 系列）的合规性，MathWorks 提供量身定制的指导和解决方案。使用 Requirements Toolbox™、System Composer™ 和 Simulink Fault Analyzer™ 等产品，您能够以文本和模型格式捕获系统需求。您可以进行功能安全和网络安全分析，如功能危害分析 (FHA)、故障模式和影响分析 (FMEA) 和系统理论过程分析 (STPA)，还可以执行需求验证、设计和测试稳健系统架构，并在不同抽象层次上进行彻底的验证活动。
对于 DO-254，MathWorks 有推荐的工作流。该工作流从需求捕获开始，使用 Simulink 模型表示概念设计，使用 HDL Coder™ 进行 HDL 代码生成以实现详细设计，并涵盖不同类型的验证，如联合仿真、测试平台生成、UVM 等，重点是测试用例的可重用性。
MathWorks 是 SAE ARP6983（用于已部署人工智能系统的验证和确认）开发工作组的一部分。有关详细信息，请查看关于跑道标志分类器和避障系统的参考示例。
是的，MathWorks 支持多种空间系统标准。其中包括美国国家航空航天局软件工程需求 (NPR 7150.2)、欧洲空间标准化空间工程软件合作组织 (ECSS-E-ST-40) 和软件产品保证 (ECSS-Q-ST-80)，以及针对 FPGA 和 ASIC 的欧洲空间标准化合作组织空间工程标准 (ECSS-E-ST-20-40C) 和质量标准 (ECSS-Q-ST-60-03C)。
MathWorks 提供咨询和培训服务，以帮助您完成整个认证过程。MathWorks Consulting Services 团队可帮助您做好执行关键的建模、代码生成和工具鉴定活动的准备，以实现 ARP4754B、ARP4761A、DO-254 和 DO-178C 及其补充文档的目标。该团队还提供自定义工具鉴定支持。联系 MathWorks Consulting Services 以讨论您的具体需求。 MathWorks Training Services 团队提供自定义培训课程以及《使用基于模型的设计实现 DO-178C/DO-331 合规性》公开课程。
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