Open Network Forth (ONF)

Auftraggeber: Maier-Leibnitz-Laboratorium (Beschleunigerlabor der Technischen und der Ludwig-Maximilian-Universität München)

  • Entwicklungszeitraum: 1992 - 2004 (in mehreren Etappen)
  • Nutzungszeitraum: seit 1992
  • Größe der Codebasis: ca. 350.000 Codezeilen

Das Beschleunigerlabor ist eine wissenschaftliche Einrichtung, die für Forschung und Lehre auf dem Gebiet der Teilchenphysik sowie für Anwendungen der Naturwissenschaften, Technik und Medizin genutzt wird. Das wichtigste Instrument ist ein Tandem-Van-de-Graaff-Linearbeschleuniger. Dieser ist seit 1970 in Betrieb und kann Teilchen mit bis zu 14 Millionen Volt Gleichspannung beschleunigen.

Problembeschreibung

Der Tandem Van-de-Graaff Linearbeschleuniger ist ein hochkomplexes Instrument. Sein Betrieb erfordert ein abgestimmtes Zusammenspiel einer großen Anzahl von Mess- und Steuergeräten und anderen Hardwarekomponenten. Dabei werden Betriebsgrößen überwacht, Steuerungen und Regelstrecken parametrisiert und experimentelle Daten erfasst.

Die Kontrolle der mehreren 1.000 Signale wird von etwa 100 Zweiprozessorsystemen auf Z80/Z280-Basis (den sogenannten Knoten) übernommen, die auf Eurokarten in Racks stecken. Die Applikations-Software auf den Knoten ist in FORTH programmiert. Die Knoten sind über ARCNET untereinander und mit etwa 10 bis 20 Desktopsystemen vernetzt. Wichtige zu lösende Aufgaben sind in diesem Kontext:

  • Verbindung und Kommunikation mit den Knoten von einem PC aus,
  • Finden von Knoten im Netzwerk, Zuordnung von Geräten, Namenszuordnung,
  • Ansteuerung und Datenerfassung von mit dem Knoten verbundenen Geräten,
  • Versorgung der Knoten mit Applikations-Software und Verwaltung des FORTH-Quellcodes,
  • Visualisierung, Zugriff und Speicherung von Geräte-Parametern (Konfiguration),
  • Zeitsteuerung einer Datenerfassung, Visualisierung und Speicherung der erfassten Daten,
  • Zentrales Logging von Knoten-Meldungen, Behandlung von Alarmen.

    • Unser Beitrag

Bild des Beschleunigers  
Das Kontrollpult mit der Steuersoftware  

FORTecH Software entwickelte die Systemnahe Software und einen großen Teil der Applikationssoftware für die Desktopsysteme. Zu unseren Leistungen gehörten unter anderem:

  • der Entwurf der Softwarestruktur in enger Abstimmung mit Mitarbeitern des Beschleunigerlabors, stetige Anpassung über die gesamte Projektlaufzeit,
  • die Ansteuerung des ARCNET-Netzwerkadapters und Kapselung der höheren Protokollschichten in einer Transport Komponente (Windows Service),
  • das zentrale Logging aller Ereignisse im Netzwerk (Windows Service),
  • eine Komponenten-Suite für grafische Visualisierung und Input (Komponenten wurden in mehreren Projekten wiederverwendet),
  • die grafische Visualisierung und Modifikation des Zustands mehrer Geräte in einer Oberfläche (Applikation),
  • eine Software-Deployment-Component (Versorgung der Knotenrechner mit FORTH-Quellcode, Datenbank-gestützte Verfolgung der Konfigurationen),
  • eine grafische Terminal-Applikation für die Diagnose und zum Entwickeln und Debuggen von FORTH Quellcode auf den Knoten,
  • eine Datenbank-gestützte Erfassung und Archivierung der Betriebsdaten,
  • Portierung und Support der Software über mehrere Betriebssystem-Generationen (Win 3.1, WinNT, Win2000, WinXP, Terminal-Server).