Rendre agile les tests d'intégration des systèmes avioniques par des langages dédiés

par Robin Bussenot

Thèse de doctorat en Réseaux, Télécoms, Systèmes et Architecture

Sous la direction de Christian Percebois et de Hervé Leblanc.


  • Résumé

    Dans l'ingénierie avionique, les tests d'intégration sont cruciaux : ils permettent de s'assurer du bon comportement d'un avion avant son premier vol, ils sont nécessaires au processus de certification et permettent des tests de non-régression à chaque nouvelle version d'un système, d'un logiciel ou d'un matériel. La conception d'un test d'intégration coûte cher car elle mêle la réalisation de la procédure, le paramétrage de nombreux outils couplés au banc de test ainsi que l'adressage des interfaces du système testé. Avec des procédures de test écrites en langage naturel, l'interprétation des instructions d'un test lors de son rejeu manuel peut provoquer des erreurs coûteuses à corriger, en raison notamment des actions précises à entreprendre lors de l'exécution d'une instruction de test. La formalisation et l'automatisation de ces procédures permettraient aux équipes de testeurs de se concentrer sur la réalisation de nouveaux tests exploratoires et sur la mise au point de tels systèmes au plus tôt. Or, un système avionique est composé de plus d'une centaine de systèmes embarqués, chacun concernant des compétences spécifiques. Notre contribution est alors un framework orchestrant les langages de test dédiés à l'intégration de systèmes avioniques dans une vision Agile. Nous introduisons tout d'abord le concept de langage spécifique à un domaine (Domain Specific Language ou DSL) et montrons comment nous l'utilisons pour la formalisation des procédures de test dédiées à un type de système particulier. Ces langages devront pouvoir être utilisés par des testeurs avioniques qui n'ont pas forcément de compétences en informatique. Ils permettent l'automatisation des tests d'intégration, tout en conservant l'intention du test dans la description des procédures. Puis, nous proposons l'approche BDD (Behavior Driven Development) pour valider l'intégration de systèmes par scénarios comportementaux décrivant le comportement attendu de l'avion. Nous nommons Domain Specific Test Languages (DSTL) les langages utilisés par les testeurs. A chaque système (ATA ou Air Transport Association of America) correspond un DSTL métier. Un premier DSTL concernant les systèmes de régulation de l'air a été développé entièrement en tant que preuve du concept à partir de procédures existantes pseudo-formalisées. L'expérimentation s'est poursuivie avec les calculateurs standardisés IMA (Integrated Modular Avionic) pour lesquels les procédures de test sont décrites en langage naturel et sont donc non automatisables. A partir d'un corpus de procédures, nous proposons un premier processus empirique d'identification des patrons de phrases peuplant un DSTL. Le corpus fourni est composé de dix procédures totalisant 108 chapitres de test et 252 tests ou sous-tests comportant au total 3708 instructions pour 250 pages Word. Rendre agile ces tests d'intégration consiste à proposer une approche collaborative pour formaliser un DSTL que ce soit pour les patrons de phrase de la grammaire concrète ou pour les patrons de transformations vers des langages exécutables.

  • Titre traduit

    Make agile integration tests of avionics systems by specifics languages


  • Résumé

    In avionics engineering, integration tests are crucials: they allow to ensure the right behavior of an airplane before his first flight, they are needed to the certification process and they allow non-regression testing for each new version of a system, of a software or of a hardware. The design of an integration test is expensive because it involves the implementation of the procedure, the configuration of tools of the bench and the setup of the interfaces of the system under test. With procedure written in natural language, the interpretation of statements of a test during the manual execution can lead to mistakes that are expensive to fix due to accurate actions needed to perform a statement. The formalization and the automation of those procedures allow testers team to focus on the implementation of new test cases. First of all, we introduce Domain Specific Language (DSL) and show how we use it to formalize tests procedures dedicated to a kind of system. Those languages should be able to be use by avionic testers which do not necessarily have programming skills. They allow test automation, while maintaining test intention in the test description. Then, we proposed a BDD (Behavior Driven Development) approach to validate the integration of systems thanks to behavioral scenarios describing the expected behavior of the airplane. Our contribution is a framework which orchestrate DSLs dedicated to integration test of avionic systems in an Agile vision. We named Domain Specific Test Languages (DSTL), languages used by expert testers. For each system (ATA ou Air Transport Association of America) corresponds a DSTL business. A first DSTL about the validation of airflow control systems has been developed as a proof of concept from existing procedures pseudo-formalized. The experimentation has been continued with IMA (Integrated Modular Avionic) calculators for which test procedures are written in natural language and thus are not automatable. From a corpus of procedures, we propose a first empirical process to identify sentence patterns composing the DSTL. The corpus provided is composed by ten procedures totaling 108 test chapters and 252 tests or subtests involving 3708 statements for a total of 250 Word pages. Make Agile integration tests in this context consist to propose a collaborative approach to formalize a DSTL and to integrate it in the orchestration framework to generate automatically the glu code.


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