Ingénierie spatiale - Plateforme de modélisation pour simulation

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Norme belge ECSS-E-ST-40_xx C

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Ingénierie spatiale - Plateforme de modélisation pour simulation

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NORME EUROPÉENNE EUROPÄISCHE NORM EUROPEAN STANDARD

EN 16603-40-07

Juin 2020

ICS 49.140

Version Française

Ingénierie spatiale - Plateforme de modélisation pour simulation

Raumfahrttechnik - Teil 40-07: Modelliersoftware-

Platform Space engineering - Simulation modelling platform

La présente Norme européenne a été adoptée par le CEN le 17 mai 2020.

Les membres du CEN et CENELEC sont tenus de se soumettre au Règlement Intérieur du CEN/CENELEC, qui définit les conditions dans lesquelles doit être attribué, sans modification, le statut de norme nationale à la Norme européenne. Les listes mises à jour et les références bibliographiques relatives à ces normes nationales peuvent être obtenues auprès du Centre de Gestion du CEN-CENELEC ou auprès des membres du CEN et CENELEC.

La présente Norme européenne existe en trois versions officielles (allemand, anglais, français). Une version dans une autre langue faite par traduction sous la responsabilité d'un membre du CEN et CENELEC dans sa langue nationale et notifiée au Centre de Gestion du CEN-CENELEC, a le même statut que les versions officielles.

Les membres du CEN et du CENELEC sont les organismes nationaux de normalisation et les comités électrotechniques nationaux des pays suivants: Allemagne, Autriche, Belgique, Bulgarie, Chypre, Croatie, Danemark, Espagne, Estonie, Finlande, France, Grèce, Hongrie, Irlande, Islande, Italie, Lettonie, Lituanie, Luxembourg, Malte, Norvège, Pays-Bas, Pologne, Portugal, République de Macédoine du Nord, République de Serbie, République Tchèque, Roumanie, Royaume-Uni, Slovaquie, Slovénie, Suède, Suisse et Turquie.

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Sommaire

Avant-propos européen ... 7

Introduction ... 8

1 Domaine d'application ... 9

2 Références normatives ... 10

3 Termes, définitions et abréviations ... 11

3.1 Termes définis dans d'autres normes ... 11

3.2 Termes spécifiques à la présente norme ... 11

3.3 Abréviations ... 16

3.4 Nomenclature ... 16

4 Principes ... 17

4.1 Objectifs... 17

4.2 Concepts et types communs ... 17

4.3 Architecture ... 18

4.4 Principe de gestion du temps ... 19

4.5 Cycle de vie d'une simulation ... 20

4.6 Méthode de simulation ... 21

4.6.1 Simulation d'événements discrets (DES) ... 21

4.6.2 Parallélisation et distribution ... 22

4.6.3 Communication inter-composants ... 22

4.7 Modèles, services et composants ... 23

4.7.1 Objets ... 23

4.7.2 Composants ... 25

4.7.3 Usines ... 27

4.7.4 Modèles et services ... 27

4.8 Publication et persistance ... 28

4.9 Invocation dynamique ... 29

4.10 Métadonnées des composants ... 31

4.10.1 Catalogue ... 31

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4.10.2 Package ... 31

4.10.3 Configuration ... 32

4.11 Considérations sur les échanges de modèles ... 32

4.11.1 Vue d'ensemble ... 32

4.11.2 Faisceau SMP... 32

5 Exigences d'interface ... 33

5.1 Aspects communs ... 33

5.1.1 Spécification des types primitifs ... 33

5.1.2 Types de temps ... 35

5.1.3 Chaîne de chemins ... 36

5.1.4 Identifiants uniques universels (UUID) ... 37

5.1.5 Spécification d'exception ... 37

5.2 Interfaces de composants et d'objets ... 37

5.2.1 Spécification d'objet (IObject) ... 37

5.2.2 Spécification de collection (ICollection) ... 38

5.2.3 Spécification des composants ... 39

5.2.4 Agrégation ... 42

5.2.5 Composition ... 44

5.2.6 Événements ... 47

5.2.7 Points d'entrée ... 49

5.2.8 Invocation dynamique ... 50

5.2.9 Persistance (IPersist) ... 54

5.2.10 Défaillances ... 55

5.2.11 Interfaces de champ ... 56

5.2.12 Exigences sur l’utilisation des interfaces des environnements de simulation par composants ... 62

5.3 Interfaces des environnements de simulation ... 63

5.3.1 Enregistreur (interface ILogger) ... 63

5.3.2 Chronométreur (ITimeKeeper) ... 65

5.3.3 Planificateur (IScheduler) ... 67

5.3.4 Gestionnaire d’événement (IEventManager) ... 76

5.3.5 Résolveur (IResolver) ... 80

5.3.6 Registre de liens (ILinkRegistry) ... 81

5.3.7 Simulateur (ISimulator) ... 82

5.3.8 Persistance ... 96

5.3.9 Publication ... 97

5.3.10 Registre de types ... 104

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5.3.11 Usine de composants (IFactory) ... 109

5.4 Métadonnées ... 110

5.4.1 Catalogue ... 110

5.4.2 Package ... 114

5.4.3 Données de configuration ... 114

6 Réalisation de la mise en correspondance ... 115

6.1 Catalogue vers C++ ... 115

6.1.1 Modèles de mise en correspondance ... 115

6.1.2 Espaces de noms et fichiers ... 118

6.1.3 Élément et type de visibilité ... 118

6.1.4 Mise en correspondance d'éléments ... 119

6.1.5 Types de valeurs de base ... 128

6.1.6 Types de valeurs composées ... 130

6.1.7 Types de référence ... 132

6.2 Chargement d'un package dans une bibliothèque... 135

6.2.1 Modèles de mise en correspondance ... 135

6.2.2 Aspects communs à Unix et à Windows ... 136

6.2.3 Unix (objet partagé) ... 136

6.2.4 Addendum à la bibliothèque de liens dynamiques (DLL) Windows ... 138

6.2.5 Faisceau SMP ... 138

Annexe A (normative) Fichier Catalogue — DRD ... 139

A.1 DRD Catalogue ... 139

A.1.1 Identification des exigences et document source ... 139

A.1.2 Objet ... 139

A.2 Réponse attendue ... 139

A.2.1 Domaine d’application et contenu ... 139

A.2.2 Remarques ... 139

Annexe B (normative) Fichier Package — DRD ... 140

B.1 DRD Package ... 140

B.1.1 Identification des exigences et document source ... 140

B.1.2 Objet ... 140

B.2 Réponse attendue ... 140

B.2.1 Domaine d’application et contenu ... 140

B.2.2 Remarques ... 140

Annexe C (normative) Fichier Configuration — DRD ... 141

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C.1 DRD Configuration ... 141

C.1.1 Identification des exigences et document source ... 141

C.1.2 Objet ... 141

C.2 Réponse attendue ... 141

C.2.1 Domaine d’application et contenu ... 141

C.2.2 Remarques ... 141

Annexe D (normative) Fichier Manifeste — DRD ... 142

D.1 DRD Manifeste ... 142

D.1.1 Identification des exigences et document source ... 142

D.1.2 Objet ... 142

D.2 Réponse attendue ... 142

D.2.1 Domaine d’application et contenu ... 142

D.2.2 Remarques ... 144

Bibliographie ... 145

Figures

Figure 4-1 : Concepts communs et système de types communs ...18

Figure 4-2 : Architecture SMP ...18

Figure 4-3 : Machine d’états SMP ...20

Figure 4-4 : Mécanismes d’objets ...24

Figure 4-5 : Vue d’ensemble de la hiérarchie des composants ...25

Figure 4-6 : Mécanismes de composants ...26

Figure 4-7 : Machine d’états de composant ...26

Figure 4-8 : Séquence d'appels en vue d'une invocation dynamique ...30

Tableaux

Tableau 4-1 : Vue d’ensemble des états de simulation ...21

Tableau 4-2 : Valeurs ViewKind (type Visibilité) ...28

Tableau 5-1 : Types primitifs ...33

Tableau 5-2 : États des composants ...39

Tableau 5-3 : Types de connexions équivalents au plan sémantique ...61

Tableau 5-4 : Types de messages de journal de défauts ...64

Tableau 5-5 : Condition d’émission d’événements globaux prédéfinis ...78

Tableau 6-1 : Modèles de déclarations C++ ... 116

Tableau 6-2 : Modèles de définitions C++ ... 118

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Tableau 6-3 : Mapping C++ pour l’attribut de type Visibility ... 119

Tableau 6-4 : Mapping C++ d’Association en fonction de l’attribut ByPointer ... 121

Tableau 6-5 : Mapping C++ pour l’attribut de type Direction ... 122

Tableau 6-6 : Mapping C++ de Property en fonction de l’attribut ByPointer ... 123

Tableau 6-7 : Mapping C++ pour les types d’attribut Operator... 126

Tableau 6-8 : Modèles de déclarations C++ pour les packages ... 135

Tableau D-1 : Clé de manifeste SMP ... 143

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Avant-propos européen

Le présent document (EN 16603-40-07:2020) a été élaboré par le Comité Technique CEN- CENELEC/TC 5 « Espace », dont le secrétariat est tenu par le DIN.

La présente norme (EN 16603-40-07:2020) est issue de l’ECSS-E-ST-40-07C.

Cette Norme européenne devra recevoir le statut de norme nationale, soit par publication d'un texte identique, soit par entérinement, au plus tard en décembre 2020, et toutes les normes nationales en contradiction devront être retirées au plus tard en décembre 2020.

L'attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. Le CEN et/ou le CENELEC ne saurait [sauraient] être tenu[s] pour responsable[s] de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence.

Le présent document a été préparé en vertu d’une demande de normalisation confiée au CEN par la Commission européenne et l’Association européenne de libre-échange.

Le présent document a été mis au point pour couvrir tout spécialement les systèmes spatiaux et il prime donc sur les EN couvrant le même domaine mais avec un domaine d’application plus large (par exemple, aérospatial).

Selon le Règlement Intérieur du CEN-CENELEC, les instituts de normalisation nationaux des pays suivants sont tenus de mettre cette Norme européenne en application : Allemagne, Autriche, Belgique, Bulgarie, Chypre, Croatie, Danemark, Espagne, Estonie, Finlande, France, Grèce, Hongrie, Irlande, Islande, Italie, Lettonie, Lituanie, Luxembourg, Malte, Norvège, Pays-Bas, Pologne, Portugal, République de Macédoine du Nord, République Tchèque, Roumanie, Royaume-Uni, Serbie, Slovaquie, Slovénie, Suède, Suisse et Turquie.

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Introduction

Des logiciels de simulation mis au point depuis un certain nombre d'années dans le cadre des programmes spatiaux sont utilisés pour une gamme d'applications comprenant l'analyse, la préparation des opérations d'ingénierie et la formation. En règle générale, ce sont des services différents qui assurent le développement de ces simulateurs, qui fonctionnent sur des plateformes différentes et font appel à différents langages informatiques. Divers sous-traitants sont impliqués dans ces projets, ce qui entraîne le développement fréquent d'un large éventail de logiciels de simulation. La présente norme traite des questions liées à la portabilité et à la réutilisation des modèles de simulation. Elle est fondée sur le travail effectué par l'ESA dans le cadre du développement des normes de portabilité des modèles de simulation SMP1 et SMP2 à partir de la fin des années quatre-vingt-dix.

La présente norme intègre l'ECSS-E-ST-40 et des exigences supplémentaires propres au développement des logiciels de simulation. La formulation de la présente norme tient compte :

• de la famille existante des normes ISO 9000 ; et

• de la version 1.2 de la spécification de portabilité des modèles de simulation.

Cette norme s'adresse essentiellement aux clients et aux fournisseurs de logiciels de simulateurs.

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1 Domaine d'application

L'ECSS-E-ST-40-07 est une norme ayant pour base l'ECSS-E-ST-40 pour ce qui concerne l'ingénierie des logiciels de simulation.

L’ECSS-E-ST-40-07 complète l’ECSS-E-ST-40 en étant plus spécialement orientée vers les logiciels de simulation. Les logiciels de simulation comprennent à la fois des environnements de simulation et des modèles de simulation. La norme permet la réutilisation effective des modèles de simulation au sein des projets spatiaux et entre ces derniers et leurs parties prenantes. Cette norme est, en particulier, compatible avec la réutilisation du modèle sur différents environnements de simulation et l'échange entre organisations et missions différentes.

La présente norme peut s'utiliser en plus de l’ECSS-E-ST-40, en fournissant les exigences supplémentaires propres aux logiciels de simulation.

La présente norme peut être adaptée aux caractéristiques et contraintes spécifiques d’un projet spatial, conformément à l’ECSS-S-ST-00.

Applicabilité

La présente norme pose des exigences applicables aux logiciels de simulation comprenant à la fois des environnements de simulation et des modèles de simulation.

Les exigences couvrent les interfaces des modèles de simulation et les interfaces des environnements de simulation dans le but de réutiliser et d'échanger des modèles afin de permettre de faire fonctionner les modèles de simulation au sein de n'importe quel environnement de simulation conforme.

Une des conséquences de la conformité à la présente norme consiste pour un modèle à pouvoir être réutilisé dans plusieurs installations de simulation, voire dans plusieurs projets. Cependant, le respect de cette norme ne saurait impliquer ni garantir la possibilité de réutiliser un modèle. Il ne s'agit que d'une condition préalable. Les autres caractéristiques du modèle, à définir indépendamment de la présente norme, comme par exemple ses interfaces fonctionnelles et son comportement, ses données de configuration, sa qualité, son adéquation et ses performances, etc., affectent également fortement les possibilités de réutiliser un modèle. Il convient également de parvenir à des accords en ce qui concerne la compatibilité des environnements de simulation, le statut de validation du modèle, les questions juridiques et les restrictions en matière de contrôle des exportations.

Par conséquent, la présente norme ouvre la possibilité, sans pour autant l'imposer ou la garantir, de réutiliser et d'échanger le modèle avec succès.

Dans la présente norme, la réutilisation des modèles désigne aussi bien le niveau code source que le niveau binaire, ce dernier étant restreint à une plateforme fixe.