DO-254

RTCA DO-254 / EUROCAE ED-80、航空機搭載用電子ハードウェアの設計保証ガイダンスは、 RTCA, IncorporatedとEUROCAEが発行する航空機搭載用電子ハードウェアの開発に関するガイダンスを提供する文書です。2000年に最初にリリースされたDO-254/ED-80規格は、2005年にFAAによってAC 20-152を通じて航空機搭載システムの電子ハードウェアの設計保証のコンプライアンス手段として認められるまで、必ずしもポリシーとはみなされていませんでした。 ^[1]この文書のガイダンスは、次のような電子ハードウェアに適用されますが、これらに限定されません 。

• ライン交換可能ユニット（すぐに交換可能なコンポーネント）
• 回路基板アセンブリ(CBA)
• フィールドプログラマブルゲートアレイ（FPGA）、プログラマブルロジックデバイス（PLD）、特定用途向け集積回路（ASIC）などのカスタムマイクロコードコンポーネント（関連するマクロ機能を含む）
• ハイブリッド集積回路やマルチチップモジュールなどの統合技術コンポーネント
• 市販の（COTS）コンポーネント^[2]

この文書では、電子ハードウェアのアイテムを単純なカテゴリと複雑なカテゴリに分類しています。アイテムが単純な場合とは、「設計保証レベルに適した決定論的テストと分析の包括的な組み合わせにより、すべての予測可能な動作条件下で異常な動作を起こさずに正しい機能性能を保証できる場合」です。逆に、複雑なアイテムとは、テストと分析だけでは正しい機能性能を保証できないアイテムです。そのため、保証は追加の手段によって達成する必要があります。DO-254/ED-80 の本文では、複雑な電子ハードウェア (一般に、上記のように複雑なカスタム マイクロコード コンポーネントであると想定されます) の体系的な設計保証の目的と活動を確立しています。ただし、単純な電子ハードウェアは DO-254/ED-80 の範囲内であり、申請者はこの標準のガイダンスを提案して使用し、単純なカスタム マイクロコード コンポーネント、特に高レベル (A/B) の航空機機能をサポートするデバイスの認証承認を取得します。^{[3] [4]}

DO-254/ED-80 規格は、定評のあるソフトウェア規格 RTCA DO-178C / EUROCAE ED-12C に対応する規格です。DO-254/ED-80 では、認証機関は、航空電子機器にはハードウェアとソフトウェアの両方が含まれており、それぞれが航空機の安全な運航に不可欠であることを示しています。準拠には A から E までの 5 つのレベルがあり、ハードウェアの障害が航空機の運航に与える影響によって異なります。レベル A は最も厳しく、「壊滅的な」影響 (航空機の損失など) と定義されていますが、レベル E のハードウェアの障害は航空機の安全性に影響しません。複雑な電子ハードウェアのレベル A 準拠を満たすには、レベル E 準拠よりもはるかに高いレベルの検証と妥当性確認が必要です。

従わなければならない主な規制は、設計および検証プロセス全体を通じて要件を把握し、追跡することです。次の証明項目を FAA または FAA を代表する指定エンジニアリング担当者 (DER) に提供する必要があります。

• ハードウェア認証計画 (PHAC)
• ハードウェア検証計画 (HVP)
• トップレベルの描画
• ハードウェア達成概要 (HAS)

ハードウェア設計とハードウェア検証は、独立して行う必要があります。ハードウェア設計者は、ハードウェアの設計が定義された要件を満たすように作業します。一方、検証エンジニアは、ハードウェアをテストして、派生した要件をすべて満たしているかどうかを検証するための検証計画を作成します。

計画プロセスは、設計機関 (ハードウェアを開発し、その設計にCOTS を実装する会社) が認証に向けたアプローチを宣言する最初のステップです。この時点で、PHAC (認証のハードウェア側面に関する計画) が機関 (EASA、FAA など) に提示されます。この計画では、開発者がそのアプローチと DO-254/ED-80 の実装方法を示します。PHAC は、機関の関与の第 1 段階 (SOI#1) の一部として提出されます。次の点に留意することが重要です。

• EASA は、システム内のすべての複雑な電子機器に DO-254 の使用を要求する認証覚書を作成し、システムの DAL または航空機機能に関係なく、設計保証分類が A、B、C、または D のすべての機器および CBA が機器および CBA のレベル D 目標を満たす必要があることを規定しました。
• FAA は、航空機搭載電子機器のシステムレベル保証に関する最終報告書を作成し、CBA は、このような構造化された開発プロセスを完全に展開する必要があるほどの複雑さのレベルには達しておらず、保証を提供するには検証テストのアプローチで十分であると述べています。

一般的な DO-254 ベースのプロセスでは、FAA が「航空機搭載用電子ハードウェア レビュー ジョブ エイド」で定義した関与段階 (SOI) を含むジョブ エイドが提供されます。

• 要件キャプチャ
• 概念設計
• 詳細設計
• 実装
• 検証
• 生産への移行

ハードウェア要件の検証プロセスは、ハードウェア項目から派生した要件が、ハードウェア項目に割り当てられたシステム要件に関して正確かつ完全であることを保証します。システム要件から割り当てられたハードウェア要件の検証は、ハードウェア プロセスではなく、システム プロセスです。したがって、ハードウェア プロセスによって派生したハードウェア要件は、システム要件に対する検証のためにシステム プロセスに識別される必要があります。このドキュメントのプロセスの目的では、定義されているすべての属性が必要であり、必要なすべての属性が定義されている場合、要件は完全であり、要件が明確に定義され、定義された属性にエラーがない場合、要件は正確です。

検証プロセスにより、ハードウェア アイテムの実装が派生要件を含むすべてのハードウェア要件を満たしていることが保証されます。検証方法には、定性的レビュー、定量的分析、機能テストなどがあります。

業界で広く使用されている違いの定義は次のとおりです。

• 検証 - 適切なシステムを設計します。
• 検証 - システムを正しく設計する!

• 構成管理プロセス
• プロセス保証
• 認証連絡プロセス
• ハードウェア設計ライフサイクルデータ
• 以前に開発されたハードウェアの使用
• 市販の ( COTS ) コンポーネントの使用
• 製品サービス体験
• ツールの評価と認定
• 付録A. ハードウェア設計保証レベルに基づくハードウェアライフサイクルデータの調整
• 付録B. レベルAおよびB機能の設計保証に関する考慮事項
• 付録C. 用語集
• 付録D. 頭字語

• セクション 1.6「複雑さに関する考慮事項」では、単純なハードウェア項目と複雑なハードウェア項目の定義を示します。
• 表5–1「典型的なASIC/PLDプロセスマッピング」は、 AC 20-152の範囲を考慮した実際のアプリケーションに非常に役立つプロセスマッピングを示しています。
• 付録 B レベル A および B 機能の設計保証に関する考慮事項 (このドキュメントで最も長い章) では、組み込み電子機器の将来を準備し、外部の世界ではよく知られているものの、航空電子工学業界ではかなり新しい、高度な設計および検証方法への道を開きます。

シンプル電子ハードウェア（SEH）はDO-254/ED-80の範囲内ですが、^[4]この主題に関するガイダンスは、シンプル電子ハードウェアの認証を求める申請者の間では不十分であると考えられてきました。^[5]認証機関ソフトウェアチームは、ポジションペーパーCAST-30、シンプル電子ハードウェア、およびRTCA文書DO-254とEUROCAE文書ED-80を発行し、シンプル電子ハードウェアのガイダンスを明確にしました。この明確化は、FAA命令8110.105でFAAガイダンスとして拡大されました。^[6]

基本的に、単純な電子ハードウェアの場合、単純な分類を正当化する「決定論的テストと分析の包括的な組み合わせ」による検証を定義、実行、記録する必要があります。ただし、その検証の適切な「厳密さと徹底性」は、ハードウェア設計保証レベルによって異なります。レベル A/B の場合、テスト カバレッジ分析では、すべてのノードと相互接続が実行されていることを確認する必要があります (DO-178C 構造カバレッジ目標に相当)。一方、レベル C の場合は、デバイスの入力 (ブラック ボックス) にのみ適用される条件のすべての組み合わせと順列で正しい動作を実証するだけで済みます。レベル D のテストは、アイテムがインストールされているシステムに適用される間接テストによって実行できます。^{[5] [6]}

単純な電子機器としての認証を求める場合でも、最低限の文書を提出する必要があります。認証の正当性と手段を伝えるためにハードウェア認証計画 (PHAC) を提出する必要があり、決定論的テストと分析の厳密性と方法を伝えるためにハードウェア検証計画を提出する必要があります。PHAC への準拠を示すためにハードウェア達成概要を提出する必要があり、ハードウェア達成概要のハードウェア識別およびコンプライアンス ステートメントの対象となる生産ベースラインを定義するためにハードウェア構成インデックスを提出する必要があります。^{[5] [6]}

• FARパート23/25 §1301/§1309
• FARパート 27/29
• AC 23/ 25.1309-1

• FAAをEASA、JAA、またはCAAに置き換えます。
• CFRをCSに置き換える
• AC を AMC (Acceptable Means of Compliance) または AMJ (Advisory Material Joint) に置き換えます。

• 航空電子機器
• 危険分析
• DO-178C (DO-254/ED-80 に類似、ただしソフトウェア用)
• ARP4761 （安全性評価）
• ARP4754 (システム)
• キャスト-31

• 政策文書 2023年の最新の文書はこちら
• AMC 20-152A 航空機搭載用電子ハードウェア (AEH) の開発保証、2020 年。
• CAST -27、RTCA 文書 DO-254 および EUROCAE 文書 ED-80 (航空機搭載用電子ハードウェアの設計保証ガイダンス、2006 年) の使用に関する説明。

• DO-254 ドキュメントと論文
  • 2023 年に始めるための記事、ブログ、トレーニング、その他の無料リソース
  • DO-254 用語集、2023
  • AC 25.1309-1A
  • AC 25.1309-1B
  • アルデックの DO-254 ハードウェア内検証ペーパー
  • DO-254 の説明 https://www.cadence.com/content/dam/cadence-www/global/en_US/documents/solutions/aerospace-and-defense/do-254-explained-wp.pdf
  • メンターグラフィックスのDO-254技術論文
• DO-254 Web サイト
  • DO-254 ユーザー グループ (http://www.do254site.com/) には、米国と EU に支部があります。このグループの設立趣旨は DO-254「A」標準を策定することではありませんが、参加者はニーズ、新興技術の有用性、専用ソリューション、トレーニング、専門知識の優れた実践について情報交換し、現在の規制資料に加えて、コンプライアンスの手段として検討するための情報を認証機関に提供します。米国支部の議長は、Patmos Engineering Services の社長 Tammy Reeve です。
  • RTCA.orgでこの出版物を入手できます
  • 2023 年に始めるための記事、ブログ、トレーニング、その他の無料リソース