在功能安全系统开发中，开发生命周期依据系统工程V模型，分为系统级、硬件级和软件级，将开发生命周期划分为多个阶段，每个阶段包括输入，过程要求、输出、使用的工具方法、验证要求，本文以汽车软件功能安全标准ISO26262-6和轨道交通安全软件EN50128为基础，谈谈不同领域中功能安全软件开发模型的各自特点。
在ISO26262-6 2018功能安全软件级的第5节，指出应为汽车安全软件开发定义软件开发阶段，给出了参考模型。
上图的参考模型将软件开发分为了6个阶段：
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软件安全需求规范（6-6）；
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软件架构设计（6-7）；
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软件单元设计和实现（6-8）；
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软件单元验证（6-9）；
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软件集成和验证（6-10）；
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嵌入式软件测试（6-11）。
软件开发阶段起始于系统级技术安全需求向软件的分配，结束于软件安全需求完成测试，进入系统级与硬件的集成。
在EN50128 2011第5节，提出轨道交通安全软件开发的一种参考模型。
上图的软件开发模型分为：
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软件需求阶段（7.2）；
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软件架构设计阶段（7.3）；
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软件组件设计阶段（7.4）；
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软件组件实现阶段（7.5）；
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软件组件测试阶段（7.6）；
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软件集成阶段（7.7）；
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软件确认阶段（7.8）。
在软件需求阶段开始之前，项目策划阶段需要策划软件开发的所有计划，另外，以上七个阶段属于软件产品开发过程，后面还包括软件的部署阶段和维护阶段。
不同开发模型的阶段划分
从以上两个开发模型可以看出，ISO26262-6的6-8软件单元设计与实现对应于EN50128的软件组件设计阶段（7.4）和组件实现阶段（7.5），其它阶段划分是一致的。
不同开发模型的适用范围
ISO26262-6适用于道路车辆电气/电子系统具有安全功能要求的软件，车辆上使用的软件为嵌入式软件，所以汽车软件开发模型适用对象为嵌入式软件；EN50128适用于轨道交通控制和防护应用的可编程电子系统的软件，轨道交通中列车的安全防护功能采用“车轨协同”的方式，软件分布在车载、轨旁、车站、控制中心不同位置，搭载的处理器有嵌入式芯片、可编程控制器、多处理器分布式系统、中央处理器不同规模的硬件平台，适用对象不仅包括嵌入式软件，也包括其它软件，如PC软件、服务器软件。
通用软件和可配置软件
两个标准都将软件分为通用软件和可配置软件，可配置软件的出现是由于不同应用需求的出现，使得软件不再为满足单一用途而开发，需要适应不同的场景应用。基于参数的可配置软件在通用软件的基础上，通过一组数据来定义其软件最终的控制行为，常见的数据有描述系统应用环境的数据（如高清地图），描述系统配置信息的数据（如控制对象的数量），软件功能激活/关闭的数据。ISO26262-6中的附录C为软件配置的规范性要求，EN50128第8章规定基于参数/算法的软件应用管理要求。
测试规范与设计开发的并行
在EN50128中，V模型左侧的各阶段，每个阶段需要输出软件测试规范，这与ISO26262-6不同，在ISO26262-6中，测试规范在右侧测试阶段完成。这一点我认为EN50128的做法更优，以需求阶段为例，如能对软件需求做出测试规范，本身也是一种对需求的验证，验证了需求的可测试性。ISO26262-6中对参考模型注解中也说明了敏捷软件开发的适用性，在敏捷开发中，由测试驱动的开发可以提高软件需求的质量和可测试性。
软件开发模型角色的规定
在EN50128中，根据软件开发活动的不同，如软件计划、需求规范、架构、组件设计、测试、验证和确认，规定了不同工作人员角色的职责和能力要求（附录B）。而在ISO26262中，仅在part 2的安全计划部分规定了各工作执行人员的职责要求。
与信息安全开发的交互
在ISO26262-6开发模型的注解中，提出了与软件信息安全要求的结合，功能安全与信息安全在开发过程中相互耦合又存在差异，汽车信息安全要求在今年发布的ISO21434中进行规定。EN50128发布时间较早，在2011年，因此标准中未提及信息安全要求，但在轨道交通电子系统安全标准EN50129-2018中已明确需考虑信息安全风险对安全功能带来的影响，功能安全与信息安全的关系可以参见编者的另一篇《硬币的正反面——功能安全 vs 信息安全》
MBD基于模型开发的应用
ISO26262-6 2018在参考模型中说明可以采用基于模型的开发方法，在架构设计、单元设计、单元验证、集成验证阶段推荐使用的技术方法中，说明了基于模型开发可以使用的工具，并在附录B作为信息性内容介绍了基于模型的软件开发的注意事项。在EN50128中，建模方法，形式化方法也是一个技术流派，如B-method，SCADE，在软件需求、架构设计、设计实现和验证测试的技术方法中都列举了模型方法。但不要认为MBD方法就很先进，能够自动生成安全可靠的代码，使用MBD需要建立规范的语义规则，使用者需经过培训以具有高水平的开发技能，开发工具需满足安全需求的SIL等级，承担较高的开发成本，限制了项目内部沟通的一致性，因此在两个标准中将其视为一种可选择的方法。
总结
以上是对ISO26262-6和EN50128软件开发参考模型的对比分析，本文并没有对每个阶段进行展开，作为一个综述性的探讨，限于个人经验积累的广度和深度，难免存在纰漏。最后，总结以下要点：
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选择合适的开发模型，既兼容于标准，也应适合于项目，考虑人员的能力、所开发软件的特点和良好的验证方法；
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不要忽略数据，它与软件同样重要，包括配置数据和校准数据；
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测试与需求保持并行，测试驱动的需求有利于需求的验证；
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MBD模型开发是技术发展趋势，也是一把双刃剑，能不能用好取决于使用者。
原文始发于微信公众号（薄说安全）：不同领域功能安全软件开发模型对比
