5 Teil 5: V-Modell-Referenz Produkte

5.3 Produkte

5.3.10 Systementwurf

5.3.10.9 Implementierungs-, Integrations- und Prüfkonzept HW

Vorgehensbaustein: HW-Entwicklung

Verantwortlich: HW-Architekt (bei Verwendung des Vorgehensbausteins HW-Entwicklung)

Aktivität: Implementierungs-, Integrations- und Prüfkonzept HW erstellen

Mitwirkend: HW-Entwickler, Funktionssicherheitsbeauftragter

Sinn und Zweck

Das »Implementierungs-, Integrations- und Prüfkonzept HW definiert den Entwicklungs- und Fertigstellungsprozess für eine »HW-Einheit des Systems. Es gibt insbesondere dem »HW-Entwickler und dem »Prüfer Richtlinien für ihre Aufgaben.

Das Konzept beschreibt detailliert Designrichtlinien, Vorgaben bezüglich Dokumentation, Vorgehen, Werkzeuge und Umgebungen für Implementierung, Installation, Integration und Prüfung der »HW-Elemente. Dies schließt die Beschreibung der Generierung und Kompilierung von Quelldateien (zum Beispiel VHDL-Code) sowie der Lade- und Installationsprozeduren für programmierbare Logik ein.

Inhaltlich ist das Implementierungs-, Integrations- und Prüfkonzept HW konsistent zur »HW-Architektur zu halten. Die dort getroffenen Entwurfsentscheidungen sind in geeigneter Weise umzusetzen. Hinsichtlich Organisation und Randbedingungen orientiert sich das Konzept an den Vorgaben im Projekthandbuch.

Verantwortlich für die Erstellung des Konzepts ist der »HW-Architekt. Unterstützt wird er vom HW-Entwickler, der letztendlich die Verantwortung für die fertig entwickelte HW-Einheit trägt. Abhängig von den Vorgaben zur Qualitätssicherung werden die Prüfprodukte für die einzelnen HW-Elemente erstellt.

Wird erzeugt von

Implementierungs-, Integrations- und Prüfkonzept System, Systemarchitektur (siehe Produktabhängigkeit 4.4)

Implementierungs-, Integrations- und Prüfkonzept Unterstützungssystem, Unterstützungs-Systemarchitektur (siehe Produktabhängigkeit 4.5)

Projekthandbuch, Gesamtsystemspezifikation (Pflichtenheft) (siehe Produktabhängigkeit 4.27)

Erzeugt

Prüfprotokoll Benutzbarkeit, Prüfspezifikation Benutzbarkeit, HW-Komponente, HW-Spezifikation, Prüfprotokoll Systemelement, Prüfprozedur Systemelement, Prüfspezifikation Systemelement, Datenschutzkonzept, Informationssicherheitskonzept, Sicherheitsanalyse (siehe Produktabhängigkeit 4.6)

Prüfprotokoll Benutzbarkeit, Prüfspezifikation Benutzbarkeit, Marktsichtung für Fertigprodukte, Externes HW-Modul, Externes-HW-Modul-Spezifikation, Make-or-Buy-Entscheidung, Prüfprotokoll Systemelement, Prüfprozedur Systemelement, Prüfspezifikation Systemelement, Datenschutzkonzept, Informationssicherheitskonzept, Sicherheitsanalyse (siehe Produktabhängigkeit 4.7)

Prüfprotokoll Benutzbarkeit, Prüfspezifikation Benutzbarkeit, HW-Modul, HW-Spezifikation, Prüfprotokoll Systemelement, Prüfprozedur Systemelement, Prüfspezifikation Systemelement, Datenschutzkonzept, Informationssicherheitskonzept, Sicherheitsanalyse (siehe Produktabhängigkeit 4.8)

Hängt inhaltlich ab von

Externes HW-Modul, HW-Einheit, HW-Komponente, HW-Modul, Externes SW-Modul, Implementierungs-, Integrations- und Prüfkonzept SW, SW-Einheit, SW-Komponente, SW-Modul, Externe Einheit, Implementierungs-, Integrations- und Prüfkonzept System, Segment, System (siehe Produktabhängigkeit 5.38)

, Implementierungs-, Integrations- und Prüfkonzept SW, Projektplan, Implementierungs-, Integrations- und Prüfkonzept System (siehe Produktabhängigkeit 5.39)

, Implementierungs-, Integrations- und Prüfkonzept SW, QS-Handbuch, Implementierungs-, Integrations- und Prüfkonzept System, Implementierungs-, Integrations- und Prüfkonzept Unterstützungssystem (siehe Produktabhängigkeit 5.43)

5.3.10.9.1 Vorgehen zur Realisierung und Realisierungsumgebung

Die Realisierung programmierbarer Logik einer »HW-Einheit sollte in einer geeigneten Umgebung im Rahmen eines definierten Entwicklungsprozesses erfolgen.

Konkret sind Werkzeuge, wie beispielsweise Fräsmaschinen oder CAE-Synthese-Tools, sowie Kommandoprozeduren zur Kompilierung und Bindung programmierbarer Logik zu definieren.

Das Vorgehen zur Realisierung und Realisierungsumgebung behandelt nicht die Beschreibung der Fertigung der »HW-Module.

5.3.10.9.2 Vorgehen zur Integration und Integrationsbauplan

Die Architektur einer »HW-Einheit legt fest, welche HW-Elementtypen benötigt werden und wie der strukturelle Aufbau der HW-Einheit aussieht. Zur Integrationsplanung sind die konkret zu entwickelnden »HW-Elemente und die Reihenfolge der Integration aus der »HW-Architektur abzuleiten und ein geeigneter Integrationsprozess zu definieren.

Das Vorgehen zur Integration legt fest, auf welcher Umgebung und mit welchen Werkzeugen die Integration zu erfolgen hat. Dies umfasst beispielsweise die Beschreibung des Lötprozesses, des Zusammenbaus und der Inbetriebnahme. Zusätzlich werden informelle, funktionale, Umwelt- und EMV-Tests beschrieben sowie die Testhilfsmittel festgelegt.

Der Integrationsbauplan definiert die Integrationsarchitektur sowie die Reihenfolge der Integration. Er legt zu den HW-Elementtypen der HW-Architektur die konkret zu realisierenden HW-Elemente fest und bestimmt die Integrationsreihenfolge.

5.3.10.9.3 Vorgehen zur Installation und Zielumgebungen

Teil des Entwicklungsprozesses ist die Identifikation der geforderten Zielumgebungen sowie die Beschreibung des Installationsprozesses. Es sind alle Zielumgebungen der programmierbaren Logik einer »HW-Einheit in den verschiedenen Entwicklungsphasen zu identifizieren und die Installationsprozeduren festzulegen. Vorgaben für die zu unterstützenden Zielumgebungen werden im Projekthandbuch definiert.

In der HW-Entwicklung entsprechen Zielumgebungen den »HW-Elementen wie beispielsweise Speicher- oder Logikbausteinen. Zielumgebungen können, neben der Entwicklungsumgebung, eine separate Prüfumgebung sowie eine Integrationsumgebung zur Simulation der endgültigen Zielplattform sein. Für jede identifizierte Zielumgebung sind das Vorgehen zur Installation und die benötigten Werkzeuge zu beschreiben. Die Beschreibung der Installation auf der Zielplattform beruht auf den Inhalten dieses Themas. Sie wird im Rahmen der »Nutzungsdokumentation in der Logistik erstellt und an den Auftraggeber ausgeliefert.

5.3.10.9.4 Vorgehen zur Prüfung und Prüfstrategie

Für alle »HW-Elemente sind eine allgemeine Prüfstrategie und ein konkreter Prüfprozess festzulegen. Hierbei spielen Faktoren wie Wirtschaftlichkeit, Verfügbarkeit von Versuchsträgern, Prüfbarkeit oder Prüfdauer eine wichtige »Rolle.

Der Prüfprozess legt Algorithmen, Prüfwerkzeuge und Prüfmethoden fest, die zur Durchführung der Prüfungen einzusetzen sind. Die konkrete Ausgestaltung des Prüfvorgehens erfolgt in den jeweiligen Prüfspezifikationen der HW-Elemente.

Die Prüfstrategie wird aus der Prüfstrategie des übergeordneten Implementierungs-, Integrations- und Prüfkonzepts sowie aus den Vorgaben im Projekthandbuch und »QS-Handbuch abgeleitet. Sie legt allgemeine Richtlinien und Kriterien fest, nach denen Prüfungen an HW-Elementen durchzuführen sind. Insbesondere sind in der Prüfstrategie die vom Auftraggeber explizit geforderten Nachweise und die auftragnehmereigenen Randbedingungen zu berücksichtigen.

Die Prüfstrategie sollte speziell hinsichtlich Redundanz und Risikominimierung sowie hinsichtlich der Verfügbarkeit von bereits existierenden Hilfsmitteln betrachtet werden.

5.3.10.9.5 Zu prüfende HW-Elemente

Die Prüfung eines »HW-Elements ist aufwändig und nicht in allen Fällen erforderlich. Zur individuellen Anpassung des Aufwands an die Projekterfordernisse hat der »HW-Architekt, abhängig von den Vorgaben im Projekthandbuch und der festgelegten Prüfstrategie, die Möglichkeit festzulegen, für welche HW-Elemente der »HW-Einheit eine Prüfung durchzuführen ist. Kriterien für eine Prüfung können beispielsweise die Kritikalität und Komplexität des HW-Elements sowie seine zentrale »Rolle innerhalb der HW-Einheit sein. Für HW-Elemente, die als nicht zu prüfen eingestuft wurden, ist jeweils eine Begründung aufzuführen.

5.3.10.9.6 Sicherheitsrelevante HW-Elemente und Sicherheitsmaßnahmen

Für jedes »HW-Element ist festzuhalten, ob und in welcher Höhe es ein Gefährdungspotential besitzt, welcher Sicherheitsstufe es angehört und ob die Durchführung einer Gefährdungs- und Sicherheitsanalyse erforderlich ist. Die zu erfüllenden Sicherheitsanforderungen werden aus der »HW-Spezifikation des HW-Elementes übernommen.

Sicherheitskritische HW-Elemente sind Elemente, die eine kritische »Rolle bei der Gewährleistung der Sicherheitsanforderungen spielen, d. h. deren Risikobewertung / Gefährdungspotential einen vorher festgelegten Schwellenwert überschreitet.