HWsafety toolbox : a tool for modeling safety-related hardware.

Abstract

The development of embedded systems for safety-critical application domains is on the rise. Since the safety requirements for these systems are high and difficult to integrate in the development process, standards were created providing a safety life-cycle to streamline the production of safety-critical systems. For the road vehicles application domain, the standard ISO 26262 was created, fulfilling the specific needs of the automotive industry to achieve functional safety on their electric/electronic equipments. This thesis presents the design and implementation of the HWSafetyToolbox. The HWSafetyToolbox is a tool to help with the evaluation of Hardware Architecture Metrics, a process described on the phase of hardware development of the ISO 26262 standard. The tool provides a new way to model your system and its safety goals, the top-down approach, which offers a layer of abstraction for viewing and analyzing the components of the system and its faults. The tool also provides the automatic evaluation of Hardware Architecture Metrics for the modelled safety goals; the evaluation is done and printed in a Microsoft Excel file for the user. The HWSafetyToolbox focus on high reusability of information, featuring the ability to create component reliability information libraries and allowing the user to import into a new model any information previous modelled into the tool. This document features the design process of the work developed, with a use case diagram, a list of requirements and the meta-model which represents the hardware system information. Additionally, the technologies used on the implementation and a diagram, showing the system architecture, are provided, describing the implementation process. Finally, it is shown the modelling of a real hardware system with the tool, for the validation of the prototype developed.

O desenvolvimento de sistemas embarcados para domínios de aplicação de segurança functional crítica está em ascensão. Considerando que os requisitos de segurança para esses sistemas são altos e difíceis de integrar ao processo de desenvolvimento, normas foram criadas, fornecendo um ciclo de vida seguro para simplificar a produção de sistemas críticos de segurança. Para o domínio de aplicação de veículos rodoviários, a norma ISO 26262 foi criada, preenchendo as necessidades específicas da indústria automotiva em alcançar a segurança funcional de seus equipamentos eletro-eletrônicos. Este trabalho de graduação apresenta o design e implmentação da HWSafetyToolbox. HWSafetyToolbox é uma ferramenta que ajuda na avaliação das Métricas de Arquitetura de Hardware (Hardware Architecture Metrics), um processo descrito na fase de desenvolvimento de hardware da norma ISO 26262. A ferramenta apresenta um novo modo de modelar um sistema e seus safety goals, a abordagem do “topo para a base” (top-down), que oferece um nível de abstração na visualização e análise dos componentes do sistema e de seus modos de falha. A ferramenta também provê a avaliação automática das Métricas de Arquitetura de Hardware dos safety goals modelados; a avaliação é impressa num arquivo do Microsoft Excel. A HWSafetyToolbox foca na reusabilidade de informação, pela criação de bibliotecas de informação de confiabilidade de componentes e permitindo ao usuário a importação de qualquer informação previamente modelada na ferramenta. Este documento detalha o processo de desenvolvimento da ferramenta, com um diagrama de casos de uso, lista de requisitos e o meta-modelo que representa a informação do sistema de hardware. Adicionalmente, as tecnologias usadas no projeto e um diagrama mostrando a arquitetura do sistema são fornecidos, descrevendo o processo de implementação. Finalmente, é mostrada a modelagem de um sistema real de hardware na ferrramenta, com o objetivo de validar o protótipo desenvolvido.