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Resumo_das_Métricas_de_Arquitetura_Segurança__Testabilidade__Confiabilidade_e_Desempenho.pdf

Resumo das Métricas de Arquitetura Segurança, Testabilidade, Confiabilidade e Desempenho (Safety , Testable, Secure and Performance)

Resumen 1

Metrics 3

1. Testable (Testabilidade) 3
2. Safety (Segurança funcional) 3
3. Secure (Cibersegurança) 4
4. Performance (Desempenho) 5

Resumen Safety (Segurança funcional):_

Refere-se à capacidade do sistema de operar sem causar danos a pessoas, equipamentos ou ao ambiente. Na arquitetura de um sistema embarcado, isso envolve a implementação de mecanismos de detecção de falhas, redundância em hardware/software e protocolos de segurança para minimizar riscos. Exemplo: Em um veículo autônomo, sensores de proximidade e freios de emergência automáticos garantem que o sistema pare caso detecte um obstáculo inesperado.

Testable (Testabilidade): Define o quão fácil é verificar e validar o sistema por meio de testes. Uma arquitetura bem projetada deve incluir pontos de teste, monitoramento de estado em tempo real e registros de diagnóstico para facilitar a detecção de falhas e a depuração do sistema. Exemplo: Em um drone de entrega, a inclusão de logs de voo e simulações prévias permite identificar problemas de navegação antes da operação real.

Secure (Cibersegurança): Foca na proteção do sistema contra acessos não autorizados e ataques externos. Em um sistema embarcado, isso implica o uso de criptografia de dados, autenticação de usuários e protocolos de comunicação seguros para evitar vulnerabilidades. Exemplo: Em um sistema de telemetria de um veículo autônomo, os dados de posição e navegação são transmitidos via canais criptografados para evitar interferências maliciosas.

Performance (Desempenho): Relacionado à eficiência e velocidade do sistema no cumprimento de suas funções. Impacta a arquitetura do sistema embarcado por meio da otimização de algoritmos, uso de processadores adequados, gerenciamento eficiente de memória e seleção de sensores de alto desempenho. Exemplo: Em um robô industrial autônomo, a escolha de processadores de alto desempenho permite a análise em tempo real de imagens captadas por câmeras para controle preciso dos movimentos. Cada uma dessas características afeta diretamente o design do hardware e software do sistema, garantindo maior confiabilidade, eficiência e resistência contra falhas ou ataques.

Metrics 1. Testable (Testabilidade) Mede o quão fácil é testar e validar o sistema. Cobertura de testes (%):

Define a porcentagem de código, hardware ou funcionalidades avaliadas nos testes. Exemplo: Em um veículo autônomo, testes em simuladores cobrem 95% dos cenários urbanos antes dos testes reais. Tempo médio de detecção de falhas (MTTD - Mean Time to Detect):

Tempo médio para identificar um problema no sistema. Exemplo: Sensores de percepção detectam falhas em menos de 5 segundos, ativando modos de emergência. Tempo médio de reparo (MTTR - Mean Time to Repair):

Tempo necessário para corrigir uma falha detectada. Exemplo: Uma falha no sistema GNSS é resolvida em menos de 30 minutos por meio de uma atualização remota. Quantidade de falhas detectadas em testes unitários:

Número de erros encontrados em testes individuais antes da integração do sistema. Exemplo: 100 falhas corrigidas no sistema de comunicação antes dos testes em estrada. Número de ciclos de teste até a validação final:

Quantidade de iterações de teste necessárias para que o sistema seja aprovado. Exemplo: O sistema de telemetria precisou de 20 iterações de testes antes da validação final.

2. Safety (Segurança funcional) Mede a capacidade do sistema de operar sem riscos. Probabilidade de falha por hora de operação:

Quantas falhas críticas ocorrem, em média, a cada hora. Exemplo: Uma falha grave no sistema de percepção ocorre 1 vez a cada 10.000 horas de uso. Tempo de resposta a eventos críticos:

Quanto tempo o sistema leva para reagir a uma situação de emergência. Exemplo: Se um pedestre atravessa inesperadamente, o freio automático é ativado em menos de 200 ms. Índice de redundância de sensores:

Quantidade de sensores alternativos que garantem a operação em caso de falha. Exemplo: Se o radar falha, o Lidar e as câmeras assumem o controle para evitar colisões. Conformidade com padrões de segurança (ISO 26262):

Nível de certificação do sistema de acordo com normas de segurança. Exemplo: A arquitetura do veículo atende ao nível ASIL-D, o mais alto nível de segurança para sistemas automotivos. Índice de falhas na detecção de obstáculos:

Número de objetos não detectados corretamente pelos sensores. Exemplo: O sistema tem uma margem de erro de 0,01%, garantindo detecção precisa de obstáculos.

3. Secure (Cibersegurança) Mede a resistência do sistema contra ataques e acessos não autorizados. Tempo médio de detecção de intrusão (MTTD - Mean Time to Detect):

Tempo necessário para identificar uma tentativa de ataque. Exemplo: Se alguém tenta invadir o sistema de telemetria, o sistema detecta em menos de 3 segundos. Tempo médio de mitigação de ameaças:

Tempo necessário para neutralizar uma tentativa de invasão ou falha de segurança. Exemplo: Um ataque de negação de serviço (DDoS) ao sistema de comunicação é bloqueado em menos de 1 minuto. Taxa de sucesso de autenticação de usuários (%):

Mede a eficácia dos mecanismos de autenticação. Exemplo: O sistema de controle do veículo permite autenticação biométrica com 99,9% de precisão. Quantidade de tentativas de acesso não autorizado bloqueadas:

Número de ataques evitados pelo sistema. Exemplo: O firewall do sistema bloqueia 500 tentativas de acesso remoto não autorizado por mês. Uso de criptografia em dados críticos:

Mede se os dados sensíveis são protegidos por algoritmos seguros. Exemplo: Todas as comunicações entre sensores e a central de processamento são protegidas com criptografia AES-256.

4. Performance (Desempenho) Mede a eficiência e velocidade do sistema. Tempo de processamento de percepção:

Tempo necessário para interpretar dados dos sensores e tomar decisões. Exemplo: O sistema analisa imagens das câmeras e detecta obstáculos em menos de 50 ms. Latência da comunicação (ms):

Tempo de atraso nas transmissões de dados entre subsistemas. Exemplo: A comunicação entre o GNSS e o processador central ocorre com latência menor que 10 ms. Consumo de energia dos sistemas embarcados (W):

Mede a eficiência energética do hardware embarcado. Exemplo: O sistema de percepção e navegação consome no máximo 200 W em operação contínua. Taxa de atualização dos sensores (Hz):

Mede a frequência com que os sensores fornecem dados ao sistema. Exemplo: O Lidar opera a 20 Hz, garantindo leituras atualizadas do ambiente a cada 50 ms. Capacidade de armazenamento e processamento de telemetria:

Mede a quantidade de dados que o sistema pode processar e armazenar em tempo real. Exemplo: O veículo pode armazenar até 1 TB de dados de telemetria e processar 500 MB/s de informações de sensores.

Com essas métricas, o desempenho, a segurança, a testabilidade e a cibersegurança do veículo autônomo podem ser monitorados e otimizados durante o desenvolvimento e operação.