En el mundo de los sistemas críticos, la seguridad es una prioridad absoluta. En sistemas de aviónica, que incluyen desde aviones y helicópteros hasta plataformas UAV, deben funcionar sin fallos para evitar consecuencias catastróficas. Para garantizar esta seguridad, se utilizan estándares rigurosos tanto a nivel de software como de hardware. En este post, exploraremos los distintos niveles de seguridad, conocidos como “Design Assurance Levels” (DAL), y los estándares “DO” que los regulan.
¿Qué son los “Design Assurance Levels” (DAL)?
Los DAL son categorías que determinan el nivel de rigor necesario en el proceso de aseguramiento del diseño de un sistema. Estos niveles se asignan en función del impacto que tendría un fallo del sistema en la seguridad. Los niveles DAL se dividen en cinco categorías principales:
- DAL A (Catastrophic): Un fallo podría causar un accidente con pérdida de vidas. Este nivel requiere el máximo rigor en el diseño y verificación.
- DAL B (Hazardous): Un fallo podría tener un gran impacto negativo en la seguridad o el rendimiento, causando lesiones graves o fatales.
- DAL C (Major): Un fallo podría causar un impacto significativo, pero menor que el nivel B, como incomodidad para los pasajeros o un aumento considerable en la carga de trabajo de la tripulación.
- DAL D (Minor): Un fallo sería perceptible, pero con un impacto menor, como una ligera inconveniencia para los pasajeros.
- DAL E (No Effect): Un fallo no tendría ningún impacto en la seguridad, operación del avión o carga de trabajo de la tripulación.
Estándares “DO” en Sistemas Críticos
Los estándares “DO” son guías desarrolladas para asegurar que el software y hardware en sistemas críticos cumplan con los requisitos de seguridad necesarios. Los más relevantes son:
- DO-178C: Este estándar se centra en las consideraciones de software en sistemas y equipos aeronáuticos. Define los objetivos y actividades necesarias para asegurar que el software funcione de manera segura y fiable. DO-178C es una actualización de DO-178B y aborda temas como el desarrollo basado en modelos y la verificación formal.
- DO-254: Este estándar se aplica al hardware en sistemas aeronáuticos. Similar a DO-178C, DO-254 define los procesos y actividades necesarios para asegurar que el hardware cumpla con los requisitos de seguridad. Incluye la verificación y validación del diseño del hardware.
- DO-160: Este estándar, titulado “Condiciones Ambientales y Procedimientos de Prueba para Equipos Aerotransportados”, se centra en las pruebas ambientales para equipos electrónicos y mecánicos en aeronaves. DO-160 evalúa cómo los equipos soportan condiciones extremas como vibraciones, temperaturas extremas, humedad, y otros factores ambientales.
La primera publicación sobre especificaciones y procedimientos relativos a las pruebas del estándar DO-160 se publicó en febrero de 1975; la última revisión, DO-160G, lleva en vigor desde diciembre de 2010.
En el contexto de la aviación, “DO” es una abreviatura de “Document” y se utiliza para referirse a documentos técnicos y estándares desarrollados por la Radio Technical Commission for Aeronautics (RTCA)
¿Sabes cuántos documentos «DO» existen? La lista oficial de documentos disponibles de la RTCA de marzo de 2013 enumera hasta 342 DO distintos. Puedes descargarla aquí.
Proceso de Certificación
El proceso de certificación para sistemas críticos es exhaustivo y se basa en una serie de pasos que incluyen:
- Análisis de Peligros y Evaluación de Riesgos: Identificar los posibles fallos y sus consecuencias.
- Asignación de Niveles DAL: Basado en el análisis de peligros, se asigna un nivel DAL adecuado.
- Desarrollo y Verificación: Implementar y verificar el diseño siguiendo los estándares DO-178C y DO-254 y DO-160.
- Pruebas y Validación: Realizar pruebas exhaustivas para asegurar que el sistema cumple con los requisitos de seguridad.
- Revisión y Aprobación: Las autoridades de certificación revisan y aprueban el sistema antes de su implementación.
La C920 de Aitech es un ejemplo de SBC de 3U CompactPCI con DO-178 y DO-254 con el nivel más alto de aseguramiento de diseño (DAL A). Este COTS rugerizado se utiliza en plataformas aéreas comerciales y militares en todo el mundo, incluyendo aviones de combate, helicópteros y UAVs, como parte del Sistema de Control de Vuelo para autopilotos de gestión de vuelo, concentradores de datos y unidades de E/S remotas.
La C920 está diseñada para cumplir con los requisitos más estrictos de seguridad y fiabilidad, proporcionando una solución robusta y de alto rendimiento para aplicaciones críticas en la aviación. Estas son sus principales características técnicas:
- Procesador: NXP PowerQUICC™ II Pro MPC8349E con núcleo e300 PowerPC.
- Memoria: 256 MB de DDR2 SDRAM con protección ECC, 128 MB de memoria flash de arranque, 384 MB de memoria flash para el usuario y 512 kB de memoria no volátil MRAM.
- Interfaces: Dos puertos Ethernet 10/100 Mbps, múltiples interfaces de E/S integradas.
- Consumo de Energía: Ultra bajo consumo, menos de 5 W.
- Cumplimiento: Compatible con PCI 2.3.
La seguridad en sistemas críticos es un campo complejo y vital. Los estándares DO-178C, DO-254 y DO-160 junto con los niveles DAL, proporcionan un marco riguroso para asegurar que tanto el software como el hardware funcionen de manera segura y fiable. Estos procesos y estándares son esenciales para proteger vidas y garantizar la integridad de los sistemas críticos en diversas industrias.
