\section{Einf\"uhrung}

Computerbasierte Steuerungen werden in der Automatisierungstechnik immer h\"aufiger eingesetzt. Die Verf\"ugbarkeit von Libraries und Betriebssystemen versprechen einen schnellen Entwicklungszyklus, sowie niedrigere Entwicklungskosten. In der Automatisierungstechnik werden mehrere Steuerungen, die zur Bearbeitung eines Prozesses notwendig sind, miteinander verbunden. Oft mu\ss\ die Kommunikation zwischen den Steuerungen harte Echtzeitbedingungen erf\"ullen.

Da innerhalb der TRUMPF Gruppe \cite{trumpfhp} verschiedene Steuerungssysteme eingesetzt werden, enstand die Idee, f\"ur eine Kommunikation zwischen Steuerungen, eine plattformunabh\"angige Real-time CORBA \cite{rtcorbaspec} Implementation zu evaluieren. 

Das ACE/TAO Framework \cite{taohp} von Douglas C. Schmidt \cite{schmidthp} ist die umfassenste Implementation des Real-time CORBA Standards in C++ und steht f\"ur unz\"ahlige Plattformen zur Verf\"ugung.

In dieser Diplomarbeit soll untersucht werden, ob die openSource Real-time CORBA Implementation ACE/TAO die zeitlichen Anforderungen f\"ur den Einsatz in Steuerungen erf\"ullt. 
Es sollen die Schritte zur Einrichtung einer echtzeitf\"ahigen CORBA Umgebung beschrieben, kleine Applikationen zur Demonstration der Funktionalit\"aten entwickelt und Performancemessungen durchgef\"uhrt werden.
Als Basissystem dient das bei der TRUMPF Laser GmbH + Co. KG \cite{trumpflaserhp} eingesetzte openSource Betriebssystem Linux \cite{linuxwiki}, welches auf die Anforderungen zum Einsatz in einer Steuerung f\"ur Festk\"orperlaser \cite{trumpfprog} angepasst wurde.

\subsection{Aufgabenstellung}

Die folgenden Punkte sollen im Rahmen dieser Diplomarbeit bearbeitet werden:

\begin{itemize}
\item Integration des ACE/TAO Frameworks f\"ur Real-time CORBA unter OSADL Real-time Linux \cite{OSADLLinux}
\item Integration des DAIS \cite{daisspec} Servers der Firma HOMAG \cite{homaghp} unter OSADL Real-time Linux
\item Integration der C\#\ Library zur Ankopplung an ACE/TAO
\item Programmierung von Clients unter C++ (und C\#) zum schnellen Datenaustausch \"uber Ethernet
\item Performancemessungen und Optimierungen zum Echtzeitverhalten \"uber Ethernet
\end{itemize}

Alle im Rahmen der Diplomarbeit durchgef\"uhrten Erweiterungen von openSource Projekte werden in diese Projekte zur\"uckgef\"uhrt. Ergebnisse der Untersuchungen werden voraussichtlich unter OSADL.ORG\footnote{TRUMPF Laser ist Gr\"undungsmitglied der OSADL eG \cite{OSADL}. OSADL bildet eine Plattform f\"ur Unternehmen, welche sich zum Ziel gesetzt haben, openSource Software in der Automatisierungstechnik einzusetzen.} ver\"offentlicht.

\subsection{Zielsetzung}

Die Ziele der Diplomarbeit bestehen aus der

\begin{itemize}
\item \"Ubergabe einer Applikation unter C++ zum Austausch eines 1 kByte gro\ss en Prozessabbildes zwischen zwei Lasersteuerungen,
\item Bewertung des Frameworks bez\"uglich Footprint und Real-time Performance,
\item Zusammenstellung eines Leitfadens zur schnellen Adaption in Projekten,
\item Bewertung des personellen Aufwands beim Einsatz in embedded Systemen der TRUMPF Gruppe.
\end{itemize}

\subsection{pers\"onliche Motivation}

Ich besch\"aftige mich seit 2000 mit dem Betriebssystem Linux als Desktop. 
Als Abschlussarbeit des 2-j\"ahrigen Berufskollegs f\"ur Informations- und Kommunikationstechnik entwickelte ich 2003 zusammen mit einem Mitsch\"uler eine Anlage auf embedded Linux Basis, welche eine Steuerung und \"Uberwachung von digitalen Ein- und Ausgabeports per Handy (sms und wap) erm\"oglichte.
W\"ahrend des Studiums befasste ich mich unter anderem in einer Projektarbeit mit verteilten Systemen.
F\"ur mich war klar, dass das Thema meiner Diplomarbeit mindestens mit einem der beiden Bereiche zu tun haben soll.

Ich freute mich deshalb sehr, als ich von TRUMPF Laser die M\"oglichkeit bekam, diese Diplomarbeit zu bearbeiten.

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\subsection{Gliederung}

In Kapitel \ref{sec:grundlagen} werden die f\"ur das Verst\"andnis der Arbeit notwendigen Fachbegriffe erl\"autert.

Kapitel \ref{sec:versuche} bildet den Kern der Arbeit.
Die Architektur des ACE/TAO Frameworks wird beschrieben und dessen Performance untersucht.
Neben einer 1:1 Verbindung werden auch n:1 Verbindungen mit und ohne Real-time EventService untersucht. 
Mittels verschieden priorisierten Daten, wird untersucht ob eine Priority Inversion auftritt.
Es werden verschiedene Interfacedefinitionen f\"ur den parallelen Austausch von nieder priorisierten Logdateien und hoch priorisierten Prozessabbildern erstellt und verglichen.
Es wird untersucht, wie sich das ACE/TAO Framework bei gr\"o\ss eren Datenmengen, welche in Echtzeit \"ubertragen werden sollen, verh\"alt.
Ein Fazit gibt Auskunft \"uber die St\"arken und Schw\"achen des Frameworks.

Memory Footprints (Arbeitsspeicher und Massenspeicher) des ACE/TAO Frameworks werden in Kapitel \ref{sec:footprint} bewertet und optimiert.

In Kapitel \ref{sec:csharpcorba} werden M\"oglichkeiten zur Verbindung von .NET Remoting \cite{netremoting} mit CORBA vorgestellt.
Die Machbarkeit der Anbindung wird mit einer Demoapplikation demonstriert.

Die Implementierung der Machbarkeitsstudie zur Kommunikation zwischen .NET Remoting und CORBA wird in Kapitel \ref{sec:demo} beschrieben.

Kapitel \ref{sec:integration} zeigt auf, wie die Real-time CORBA Technologie in die Lasersteuerung integriert werden k\"onnte.

Die Arbeit schlie\ss t mit einem Fazit mit Ausblick, Dankesworten und einer Liste der besuchten Fachveranstaltungen.

Im Anhang ist ein Abbildungs-, Tabellen-, Abk\"urzungs- und Literaturverzeichnis abgedruckt. 

Anhang \ref{sec:systemkonfigurationen} beschreibt die Softwarekonfiguration, sowie das verwendete embedded System.

Desweiteren verweisen Anh\"ange auf die verwendeten Tools und den Inhalt der CD-ROM.