Use of Model-Based Software Product Line Engineering for Certifiable Avionics Software Development

RESUME Tous les systemes logiciels avioniques sont soumis aux contraintes de certification imposees par les normes DO-178. Les fabricants d’equipements avioniques civils sont tres conservateurs dans leur processus de developpement de logiciels et la plupart utilisent encore des outils et des methodes d’ingenierie logicielle eprouves en raison des contraintes de certification strictes. Les contraintes de certification, avec la taille et la complexite du logiciel des systemes avioniques modernes qui augmentent continuellement, ont un impact considerable sur le cout du developpement de logiciel avionique certifiable. Pour reduire le cout de developpement, les fabricants d’equipements avioniques doivent utiliser des methodes de developpement logiciel modernes, ce qui est possible avec la publication de la norme DO-178C. Dans le cadre de ma these, nous explorons l’utilisation de l’ingenierie de ligne de produit basee sur des modeles pour le developpement de logiciels avioniques certifiables et proposons des solutions au niveau industriel pour utiliser un processus de ligne de produit utilisant des outils commerciaux. Dans le cadre de ma these, nous explorons egalement l’applicabilite de notre processus de development logiciel base sur le concept de ligne de produit au developpement de logiciels avioniques certifiables controles. Nous identifions les contraintes qui limitent la reutilisation des composants logiciels dans les logiciels avioniques sous controle d’exportation et proposons des solutions techniques qui facilitent l’application de ligne de produit logiciel basee sur des modeles au developpement de logiciels avioniques certifies et sous controle d’exportation. Nous validons nos solutions proposees par des etudes de cas industriels. ----------ABSTRACT All avionics software systems are subjected to certification constraints imposed by DO-178 standards. Civil avionics equipment manufacturers are quite conservative in their software development processes: most still use time-tested software engineering tools and methods, due to strict certification constraints. These certification constraints, along with the increasing size and complexity of modern avionics software-intensive systems, are having a huge impact on the cost of certifiable avionics software development. To cope with this increasing complexity, avionics equipment manufacturers need to use modern software development methodologies. This is possible with the release of DO-178C standard. In my thesis, I have explored the use of model-based software product line engineering for certifiable avionics software development, and have proposed industrial-level solutions for using a model-based software product line process based on commercially available tools. In this thesis, I have also explored the applicability of our model-based software product line process to export-controlled, certifiable avionics software development, identifying constraints that limit the reuse of software components among export-controlled avionics software and proposing technical solutions that facilitate the application of a model-based software product line to export-controlled, certifiable avionics software development. The proposed solutions are validated using industrial case studies.