Skip to content
Inovasense

V-Model

V-Model — Metodológia systémového inžinierstva, kde každá vývojová fáza má zodpovedajúcu verifikačnú fázu, čím zabezpečuje dôkladnú validáciu v bezpečnostne kritických systémoch.

V-Model — Metodológia systémového inžinierstva

V-Model (Verifikačný a validačný model) je metodológia systémového inžinierstva, kde každá vývojová fáza na ľavej strane „V” má priamo zodpovedajúcu testovaciu a verifikačnú fázu na pravej strane. Je štandardným prístupom pre bezpečnostne kritický vývoj v letectve (DO-178C/DO-254), automobilovom priemysle (ISO 26262), obrane a priemyselnej automatizácii.

Štruktúra V-Modelu

Požiadavky ──────────────────── Akceptačné testovanie
    ↓                                      ↑
  Systémový návrh ──────────── Systémové testovanie
      ↓                                  ↑
    Návrh architektúry ──── Integračné testovanie
        ↓                              ↑
      Detailný návrh ──── Jednotkové testovanie
            ↓              ↑
         Implementácia

Fázy V-Modelu

Ľavá strana (Vývoj)Pravá strana (Verifikácia)Sledovateľnosť
Analýza požiadaviekAkceptačné testovanieKaždá požiadavka má pass/fail test
Systémový návrhSystémové testovanieSprávanie validované voči návrhu
Návrh architektúryIntegračné testovanieOverenie rozhraní modulov
Detailný návrhJednotkové testovanieKaždý komponent testovaný izolovane
Implementácia— (kódovanie / výroba)

Prečo V-Model pre hardvér?

  1. Zmeny sú drahé — Na rozdiel od softvéru, hardvérové chyby objavené neskoro môžu stáť milióny (respin ASIC, re-layout PCB, re-certifikácia).
  2. Sledovateľnosť je povinná — Bezpečnostné normy (DO-254, ISO 26262) vyžadujú úplnú sledovateľnosť od požiadaviek po dôkazy o verifikácii.
  3. Včasná detekcia chýb — Každá fáza má explicitné revízne brány.
  4. Regulačný súlad — Certifikačné autority (EASA, FAA, TÜV) akceptujú dokumentáciu V-Modelu.

V-Model vo vývoji FPGA

FázaAktivityVýstupy
PožiadavkyZachytenie funkčných a výkonnostných požiadaviekŠpecifikácia požiadaviek
ArchitektúraRozdelenie na IP bloky, definícia rozhraníDokument architektúry, ICD
Detailný návrhRTL mikroarchitektúra, stavové automatyDokument detailného návrhu
ImplementáciaVHDL kódovanie, syntéza, P&RRTL zdrojový kód, bitstream
Jednotkové testySimulácia na úrovni blokov, pokrytieTestovacie správy
Integračné testyMulti-bloková simuláciaIntegračná správa
Systémové testyHardware-in-the-loop, environmentálne testyAkceptačná správa

V-Model vs. Agile

FaktorV-ModelAgile
Náklady na iteráciuVysoké (fyzické prototypy, certifikácia)Nízke (softvérový deployment)
Regulačné akceptovanieVyžadované DO-254, ISO 26262Neakceptované pre certifikáciu
Najlepšie preBezpečnostne kritický HW a FWAplikačný softvér, UX iterácia

Moderné tímy používajú hybridný prístup: V-Model pre hardvér a kritický firmvér, Agile pre aplikačný softvér.

Normy vyžadujúce V-Model

NormaDoména
DO-254Letecký hardvér
DO-178CLetecký softvér
ISO 26262Automobilový priemysel
IEC 61508Priemyselná funkčná bezpečnosť
IEC 62443Priemyselná kybernetická bezpečnosť

Súvisiace pojmy

  • FPGA — Hardvérové zariadenia vyvíjané podľa V-Modelu.
  • RTL Design — Implementačná fáza V-Modelu pre digitálne obvody.
  • PCB Design — Návrh fyzického hardvéru podľa revíznych brán V-Modelu.