一、导语

在现代航空器中，飞控计算机、导航系统、综合航电平台、发动机控制系统与任务计算平台高度依赖复杂电子硬件运行。FPGA、ASIC、SoC 以及高复杂度电子板卡已经不再只是“电路实现”，而是直接承载着安全关键功能。一旦硬件设计存在缺陷，后果往往是系统级失效，甚至演变为严重飞行安全事故。

正是在这一背景下，航空产业逐步形成共识：硬件安全不能仅依赖经验和测试结果，而必须通过系统化、可验证、可追溯的工程方法来保障。RTCA 发布的 DO-254《Design Assurance Guidance for Airborne Electronic Hardware》，正是为航空电子硬件建立这一套安全工程方法论的核心标准，与软件领域的 DO-178C 共同构成航空适航认证体系的技术基石。

二、什么是 DO-254？

DO-254 是面向航空电子复杂电子硬件（Complex Electronic Hardware, CEH）的设计保证指南，适用于 FPGA、ASIC、PLD 以及复杂电路板等承担安全关键功能的硬件产品。它的核心目标并不是“教企业如何画电路”，而是回答一个行业最关心的问题：如何证明这块硬件在整个生命周期内是安全可信的？

在适航体系中，DO-254 与系统级 ARP4754A/ARP4761、软件级 DO-178C 形成协同关系：系统安全分析决定硬件所需的安全等级（DAL），DO-254 则定义在该等级下应如何开展设计、验证与过程控制，确保硬件设计风险被系统性管理。

三、 DO-254 行业共识

早期航空电子更多依赖测试覆盖与经验审查，但随着硬件复杂度指数级增长，传统方法已经难以穷尽潜在缺陷。FPGA 中的逻辑规模可达百万门级别，ASIC 的验证难度更是远超人工可控范围。

多起行业事故与失效案例表明，硬件缺陷往往不是“功能是否能跑通”的问题，而是源于需求遗漏、架构不合理、验证不足与过程失控。DO-254 的价值在于，将这些隐性风险转化为可管理、可验证的工程活动，通过标准化流程确保安全目标从系统需求逐层落实到硬件实现与验证证据中，从而让“安全”成为工程能力，而非运气结果。

四、DO-254 关注什么？

DO-254 的核心思想是：安全必须通过工程证据来证明。围绕这一目标，标准构建了一套完整的设计保证框架。

1.安全目标与需求分解。硬件的安全等级（DAL A–E）源自系统安全分析，决定了硬件在失效时对飞行安全的影响程度。基于系统需求，企业需要建立可追溯的硬件需求体系，确保每一项安全目标都能在硬件设计中得到落实。

DO-254 要求企业建立清晰的硬件架构设计、接口定义与详细设计说明，证明安全机制如何在硬件层面实现，并确保设计决策可追溯、可审查、可验证。验证不是简单的功能测试，而是覆盖需求、设计与实现一致性的系统化活动，包括仿真、形式化验证、板级测试、集成验证等，确保每一项安全需求都被充分验证。

3.过程保证与配置管理。DO-254 强调开发过程同样是安全的一部分，要求企业建立受控的生命周期流程、配置管理、问题跟踪与变更控制机制，确保硬件在整个生命周期内保持可控与可信。

五、DO-254 与适航体系的协同

在适航体系中，DO-254 并不是孤立标准，而是与系统与软件标准形成协同闭环。ARP4754A 定义系统级开发流程，ARP4761 定义系统安全分析方法，DO-178C 规范软件开发保证，DO-254 则负责硬件层面的安全工程落地。

这种协同关系确保：系统安全目标 → 分配到硬件 DAL 等级 → 转化为硬件设计保证活动 → 形成可审计的工程证据。对于适航审查机构而言，DO-254 提供了判断“这块硬件是否值得信任”的客观依据。

六、DO-254 应用场景与价值

在民用航空领域，飞控计算机、航电综合平台、通信导航监视设备、发动机控制系统等关键设备，几乎都需要按照 DO-254 要求进行设计保证。在无人机与 eVTOL 领域，随着低空经济与城市空中交通的发展，DO-254 正成为新一代航空器硬件安全的基础门槛。

在航天与高可靠电子领域，虽然不直接受民航适航法规约束，但 DO-254 的工程方法已经被广泛借鉴，用于构建高可靠硬件开发体系，提升产品在极端环境下的安全与可信度。

七、实施 DO-254 面临的挑战

在实际项目中，企业常面临需求不可追溯、设计证据不足、验证策略不清晰与过程控制薄弱等问题。DO-254 的实施并非“补几份文档”即可完成，而是一次系统性的工程能力升级，需要从组织流程、方法论与工具链层面进行重构。

成功的企业往往通过在早期架构阶段引入安全工程方法，建立可追溯需求体系与验证策略，将标准要求嵌入研发流程，从而在满足适航审查的同时，构建可持续的硬件安全工程能力。

八、DO-254 构建可验证的硬件安全

DO-254 的意义，不仅在于通过一次适航审查，更在于帮助企业建立可复制、可演进的硬件安全工程体系。当航空电子系统复杂度持续攀升，是否具备符合 DO-254 要求的工程能力，正在成为企业参与高端航空项目的重要分水岭。

浙江望安科技有限公司依托在航空电子、功能安全与信息安全认证领域的工程经验，依托形式化验证核心技术及形式化验证工具，为企业提供从硬件安全架构设计、适航合规规划到 DO-254 认证实施的全流程技术支持，助力客户将标准要求转化为真正可落地的工程能力，在高可靠产业中构建长期竞争优势。