Het besturingssysteem Windows NT wint steeds meer terrein op het gebied van zware toepassingen en netwerken. Maar Philips Electron Optics (PEO), sinds 1997 in handen van de Amerikaanse FEI Company, gebruikt deze software om de modernste elektronenmicroscopen te besturen.
De voormalige Philips-dochteronderneming lanceerde op 31 augustus vorig jaar de nieuwste modellen van zijn PC-gestuurde micro-kijkers. Het bedrijf rust zijn machines echter al langere tijd uit met PC-technologie. Ingenieur Auke van Balen is de geestelijk vader van de Windows-applicatie die de eigenlijke elektronenmicroscoop aanstuurt. Hij ontwikkelde in 1990 de XL-reeks die draaide met Windows. "Eigenlijk hadden we hier bij Philips in 1980 al het idee om microprocessoren te gebruiken voor de aansturing van elektronenmicroscopen. In eerste instantie deden we toen de mechaniek na in de software", vertelt de software-ontwikkelaar.
Niet voor de hand
Dit vroege idee leidde tot de CM-serie elektronenmicroscopen die als ingebedde processor de 5 MHz 8086 van Intel gebruikten. De keuze voor een Intel-chip was toen lang niet zo voor de hand liggend als tegenwoordig, maar de lage prijs gaf de doorslag. Dat in-de-software-imiteren van alle bestaande en benodigde knoppen voor de fijnafstelling van de elektronenmicroscoop bleek toch niet de ideale opzet. "Ik bekeek het softwaremodel en dacht: ‘Dit klopt niet. We moeten objecten gebruiken, niet een-op-een knoppen en schakelaars nadoen’."
"Dus kwamen we tegen 1986 met het idee om een PC in die machine te stoppen. Ik zag de Mac wel zitten, maar onze eerste cpu was nu eenmaal een chip van Intel", verzucht Van Balen. Dus dat werd Windows 3.0. Hierbij hield PEO een strikte scheiding aan tussen de machinale besturing en de gebruikersinterface. "We hadden een client/server-opzet in gedachten; de ingebedde processor moest een verbinding krijgen naar de interface van de PC." Bovendien is dat ook wel zo veilig; een elektronenmicroscoop functioneert ondermeer dankzij een vacuümpomp. "Je wilt niet dat die aanblijft als er iets vastloopt in de computer", knikt Van Balen.
Vier knoppen
Deze ontwikkeling leidde tot de XL-reeks die in 1989 werd gelanceerd. De ingebedde processor zorgde voor de basisfuncties, zoals stroom- en vacuümvoorziening, terwijl de verdere besturing en afstelling werd verzorgd door de ingebouwde PC. "Het was een elektronenmicroscoop met maar vier knoppen. Dat was ongelofelijk voor microscopisten; die waren gewend tientallen knoppen nauwgezet in te moeten stellen voordat ze aan het eigenlijke werk konden beginnen." En elke kleine wijziging vereiste weer het opnieuw afstellen van alle bedieningsorganen.
In januari 1992 kreeg PEO een ontwikkelaars-proefversie van het aanstaande Windows NT toegestuurd. "We onderzochten toen ook de mogelijkheden van andere besturingssystemen, waaronder Next Step, OS/2, Solaris en Free-BSD. Sommige alternatieven vielen af omdat we niet afhankelijk wilden zijn van een enkele leverancier voor zowel processor als besturingssysteem. Anderen vielen af omdat de commando-besturing, van bijvoorbeeld Unix, toch wat te technisch bleek. Microscopisten zijn geen computermensen. Bovendien hadden we al Windows-experts in huis die aan onze XL-reeks hadden gewerkt."
Objecten
NT werd dus het platform voor de volgende generatie PEO-elektronenmicrsoscopen. "Rond die tijd waren ook COM (Common Object Model) en OLE (Object Linking and Embedding) in opkomst, waarbij wij voor die eerste techniek kozen", vertelt de ingenieur. Zijn idee van een objectenmodel werd werkelijkheid. Bovendien verschoof het merendeel van de functionaliteit van de ingebedde processor naar de PC-software. "Zeker 99 procent van de code draait op de PC, die via een TCP/IP-verbinding communiceert met een timing-chip. Dat stuk hardware is op zijn beurt weer verbonden met de PLC (Programmable Logic Controller) die nog steeds de hoogspanning en de vacuümpomp bestuurt."
Meer knoppen
Sinds september vorig jaar is de nieuwste generatie van FEI-PEO’s elektronenmicroscopen op de markt. Die nieuwere modellen, genaamd Tecnai, hebben naast verder geïntegreerde besturing, digitale beeldweergave en andere moderne snufjes, juist weer meer knoppen. Het bleek toch wat moeilijk om de machine te besturen via het PC-beeldscherm terwijl het resultaat van die afstelling alleen te zien is met het hoofd in de zogenoemde vissenkom, waar de projectie wordt weergegeven. Dus is de Tecnai voorzien van ergonomische besturingsknoppen op een paneeltje naast de vissenkom. "Zo kunnen microscopisten zich concentreren op het wetenschapper-zijn in plaats van op het bedienen van het apparaat." FEI-PEO werkt nu verder aan verbeteringen en integratiemogelijkheden voor leveranciers van andere applicaties en randapparaten, maar ook voor scripts van gebruikers.
