Cumplimiento de software DO-178C para la industria aeroespacial y de defensa

En los sistemas aerotransportados, la gestión de requisitos es una parte obligatoria del proceso de desarrollo de software y la trazabilidad de dichos requisitos hasta la implementación. Posteriormente, los equipos deben garantizar pruebas de la correcta implementación.

La trazabilidad de requisitos se define como “la capacidad de describir y seguir la vida de un requisito tanto hacia adelante como hacia atrás (es decir, desde sus orígenes, pasando por su desarrollo y especificación, hasta su posterior implementación y uso, y a través de períodos de refinamiento e iteración continuos en cualquiera de estas fases)”.
Los objetivos de la trazabilidad son garantizar lo siguiente:

• Los requisitos funcionales, de rendimiento y de seguridad del sistema asignados al software se desarrollaron en requisitos de alto nivel.
• Los requisitos de alto nivel y los requisitos derivados se desarrollaron en requisitos de bajo nivel.
• Los requisitos de bajo nivel se desarrollaron en el código fuente.
• Trazabilidad entre requisitos y casos de prueba, procedimientos de prueba y resultados de prueba.

En el sentido más simple, trazabilidad de requisitos Realiza un seguimiento de la descomposición de cada requisito en software y de las pruebas utilizadas para verificar y validar cada requisito. También realiza un seguimiento exacto de lo que se está construyendo al escribir software. Esto significa asegurarse de que el software haga lo que se supone que debe hacer y de que solo se esté construyendo lo que se necesita.

Si hay elementos arquitectónicos o código fuente que no se pueden relacionar con un requisito, entonces es un riesgo y no debería existir. Los beneficios también van más allá de proporcionar pruebas de la implementación. El seguimiento del análisis y la descomposición de cada requisito se utiliza comúnmente para obtener visibilidad del progreso del desarrollo.

El análisis de requisitos requiere que “todos los requisitos del software se identifiquen de tal manera que sea posible demostrar la trazabilidad entre el requisito y las pruebas del sistema de software”.

Es importante darse cuenta de que muchos requisitos en el software crítico para la seguridad se derivan del análisis de seguridad y la gestión de riesgos. El sistema debe realizar sus funciones previstas, por supuesto, pero también debe mitigar los riesgos para reducir en gran medida la posibilidad de lesiones. Además, para documentar y demostrar que estas funciones de seguridad se implementan y prueban completa y correctamente, la trazabilidad es fundamental.

El seguimiento de los requisitos no consiste simplemente en vincular un párrafo de un documento a una sección de código o una prueba. La trazabilidad debe mantenerse a lo largo de las fases de desarrollo a medida que los requisitos se manifiestan en el diseño, la arquitectura y la implementación. Consideremos el modelo V típico del software.

Cada fase impulsa la fase siguiente. A su vez, los elementos de trabajo de estas fases deben satisfacer los requisitos de la fase anterior. El diseño del sistema se basa en los requisitos. El diseño del sistema satisface los requisitos y así sucesivamente.

La gestión de trazabilidad de requisitos (RTM) demuestra que cada fase satisface los requisitos de cada fase posterior. Sin embargo, esta es solo la mitad de la imagen. Nada de esta trazabilidad demuestra que se cumplan los requisitos. Eso requiere pruebas.

En el modelo V, cada fase de prueba verifica y valida (V&V) la fase de diseño/implementación correspondiente. En el ejemplo, se ve:

• Las pruebas de aceptación validan los requisitos.
• Las pruebas del sistema verifican el diseño del sistema.
• Las pruebas de integración verifican el diseño de la arquitectura.
• Las pruebas unitarias verifican el diseño del módulo, etc.

El desarrollo de software a cualquier escala realista tendrá muchos requisitos, un diseño y una arquitectura complejos y, posiblemente, miles de unidades y pruebas unitarias. La automatización de la RTM en las pruebas es necesaria, especialmente para el software crítico para la seguridad que requiere documentación de trazabilidad para certificaciones y auditorías.

Requerimientos de trazabilidad matriz

A Matriz de trazabilidad de requisitos es un artefacto o documento que ilustra la vinculación de los requisitos con los elementos de trabajo correspondientes, como una prueba unitaria, el código fuente de un módulo, un elemento de diseño de arquitectura, otros requisitos, etc.

La matriz se suele mostrar como una tabla que muestra cómo se “marca” cada requisito en la parte correspondiente del producto. La creación y el mantenimiento de estas matrices suelen automatizarse con herramientas de gestión de requisitos que permiten mostrarlas visualmente de muchas formas e incluso en papel, si es necesario.

A continuación se muestra un ejemplo de matriz de trazabilidad de requisitos de Intland Codebeamer. Muestra los requisitos a nivel del sistema desglosados ​​en requisitos de alto y bajo nivel, y los casos de prueba que verifican cada uno.

Automatización de la trazabilidad bidireccional

El mantenimiento de registros de trazabilidad a cualquier escala requiere automatización. Las herramientas de gestión del ciclo de vida de las aplicaciones incluyen capacidades de gestión de requisitos que están maduras y tienden a ser el centro de la trazabilidad. Las herramientas de prueba de software integradas como Parasoft completan la verificación y validación de los requisitos al proporcionar una trazabilidad bidireccional automatizada hasta el caso de prueba ejecutable, que incluye el resultado de aprobación o rechazo y traza hasta el código fuente que implementa el requisito.

Parasoft se integra con sistemas de gestión de requisitos y planificación ágil líderes en el mercado, incluidos:

Como se muestra en la imagen a continuación, cada una de las herramientas de automatización de pruebas de Parasoft, C/C++test, C/C++test CT, Jtest, dotTEST, SOAtest y Selenic, admiten la asociación de pruebas con elementos de trabajo definidos en estos sistemas, como:

• Requisitos
• Historias
• Defectos
• Definiciones de casos de prueba

La trazabilidad se gestiona a través del panel central de informes y análisis, Parasoft DTP.

Parasoft DTP correlaciona los identificadores únicos del sistema de gestión con lo siguiente:

• Resultados del análisis estático
• Cobertura de código
• Resultados de pruebas de unidades, integración y pruebas funcionales

Los resultados se muestran en los informes de trazabilidad de Parasoft DTP y se envían al sistema de gestión de requisitos. Proporcionan trazabilidad y generación de informes bidireccionales completos como parte de la matriz de trazabilidad del sistema.

Los informes de trazabilidad en Parasoft DTP son altamente personalizables. La siguiente imagen muestra una plantilla de matriz de trazabilidad de requisitos con requisitos creados en Polarion que se relacionan con lo siguiente:

• Casos de prueba
• Resultados del análisis estático
• Archivos de código fuente
• Revisiones manuales de códigos

La correlación bidireccional entre los resultados de las pruebas y los elementos de trabajo proporciona la base de la trazabilidad de los requisitos. Parasoft DTP agrega análisis de cobertura de código y prueba para evaluar la integridad de la prueba. Mantener esta correlación bidireccional entre los requisitos, las pruebas y los artefactos que los implementan es un componente esencial de la trazabilidad.

La trazabilidad bidireccional es importante para que las herramientas de gestión de requisitos y otras herramientas del ciclo de vida puedan correlacionar los resultados y alinearlos con los requisitos y los elementos de trabajo asociados.

La complejidad de los proyectos de software modernos requiere automatización para escalar la trazabilidad de los requisitos. Las herramientas de Parasoft están diseñadas para integrarse con las mejores herramientas de gestión de requisitos para facilitar la trazabilidad de los resultados de la automatización de pruebas y completar la verificación y validación de los requisitos de las pruebas de software.