Modélisation de systèmes avioniques en AADL

Ben Dhaou, Rim (2018). Modélisation de systèmes avioniques en AADL. Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

Dans l’industrie aéronautique, les équipements et les systèmes avioniques sont généralement conçus et développés par des organisations différentes. L’intégration des équipements et systèmes est effectuée à l’aide des documents de contrôle d’interface (Interface Control Document, ICD) qui doivent fournir une information complète et claire sur les interfaces de ces équipements et systèmes. Le processus de rédaction et de gestion des ICD est souvent coûteux et délicat puisque l’omission ou l’ambiguïté d’un petit détail peut entrainer l’échec d’une intégration ou une panne potentielle pour des systèmes critiques.

Dans ce contexte, notre travail a comme objectif d’utiliser le langage de modélisation AADL pour modéliser des systèmes avioniques modulaires intégrés (Integrated Modular Avionics, IMA) en mettant l’emphase sur les informations reliées aux interfaces afin d’extraire les ICD à partir de ces modèles. Nous expérimentons le langage AADL et son écosystème d’outils libres à travers une étude de cas pour vérifier s’il permet de modéliser tous les aspects et les informations pertinentes à inclure dans un ICD. Nous évaluons également s’il nous permet de valider les modèles obtenus et de vérifier leur conformité aux normes et standards avioniques pertinents.

Notre étude de cas consiste en la modélisation d’un Air Data Inertial Reference Unit (ADIRU) et son interaction avec d’autres équipements. Nous modélisons quelques fonctionnalités de l’ADIRU comme preuve de concept afin de démontrer la faisabilité de notre approche. Nous validons ensuite si notre modèle répond aux exigences des norms ARINC 653 et ARINC 664 qui sont les deux principales normes reliées aux systèmes IMA.

AADL présente des limites dans la modélisation de la structure des données et des messages échangées entre les applications. Nous proposons donc de le complémenter avec l’usage du langage DFDL (Data Format Description Language) qui nous permet de décrire les messages et leurs structures spécifiques.

Ainsi, nous montrons qu’AADL, quand complémenté par DFDL, nous permet de presenter les informations reliées aux interfaces et d’extraire les ICD. Nous recommandons comme travaux futurs de mener une validation expérimentale avec de vrais intégrateurs pour comparer notre approche avec leurs outils existants en termes de réduction des coûts de production des systèmes avioniques.

Résumé traduit

In the aeronautical industry, avionics equipment and systems are generally designed and developed by different organizations. Their integration is performed using Interface Control Documents (ICDs), which must provide complete and clear information about the subsystem interfaces. The ICD writing process and usage is often expensive and delicate, because the omission or ambiguity of a small detail can lead to the failure of the integration or to a potential failure of the critical systems.

In this context, our work aims to use the AADL modeling language to model Integrated Modular Avionics (IMA) subsystems with an emphasis on the interface-related information to extract ICDs from these models. We experiment with AADL and its ecosystem of free tools through a case study to check if it allows modeling all aspects and relevant information to be included in an ICD. We also evaluate whether it allows us to validate the obtained models and to verify their compliance with relevant avionics standards.

Our case study consists of the modeling of an Air Data Inertial Reference Unit (ADIRU) and its interaction with other equipment. We model some features of the ADIRU as proof of concept to demonstrate the feasibility of our approach. We then validate whether our model meets the requirements of the ARINC 653 and ARINC 664 standards, which are the two main standards related to IMA systems.

AADL presents limitations in modeling the structure of data and messages exchanged between applications. We therefore propose to complement it with the use of the Data Format Description Language (DFDL), which was used to describe the messages and their specific structures.

Thus, we show that AADL, when complemented by DFDL, allows us to present information related to interfaces and to extract ICDs. We recommend as future work to carry out an experimental validation with real integrators to compare our approach with their existing tools in terms of reduction of production costs of avionics systems.

Type de document:	Mémoire ou thèse (Mémoire de maîtrise électronique)
Renseignements supplémentaires:	"Mémoire présenté à l'École de technologie supérieure comme exigence partielle à l'obtention de la maîtrise avec mémoire en génie des technologies de l'information". Bibliographie : pages 85-87.
Mots-clés libres:	AADL (Informatique) Avionique Logiciels Modèles mathématiques. Avionique Logiciels Normes. contrôle, document, intégré, interface, modulaire, modélisation, systèmes avioniques, DFDL
Directeur de mémoire/thèse:	Directeur de mémoire/thèse Champagne, Roger
Codirecteur:	Codirecteur Guéhéneuc, Yann-Gaël
Programme:	Maîtrise en ingénierie > Génie des technologies de l'information
Date de dépôt:	10 sept. 2018 14:14
Dernière modification:	10 sept. 2018 14:14
URI:	https://espace.etsmtl.ca/id/eprint/2085

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