SEMI E5 SECS-II 標(biāo)準(zhǔn)概述

引言

SEMI E5 SECS-II（半導(dǎo)體設(shè)備通信標(biāo)準(zhǔn)2）定義了半導(dǎo)體設(shè)備與工廠主機(jī)之間交換的消息的詳細(xì)結(jié)構(gòu)和解釋。該標(biāo)準(zhǔn)完全兼容SEMI E4（SECS-I），并允許與其他消息傳輸協(xié)議兼容。SECS-II通過(guò)定義消息的詳細(xì)結(jié)構(gòu)，使得主機(jī)軟件只需對(duì)個(gè)別設(shè)備有最低限度的了解即可建立通信，從而支持集成電路制造中的典型行為場(chǎng)景。SEMI E5中的主要內(nèi)容包括：設(shè)備與主機(jī)通信協(xié)議的基本術(shù)語(yǔ)概念，SECS-II消息的格式及組成元素， 通信數(shù)據(jù)項(xiàng)定義及規(guī)范。

術(shù)語(yǔ)定義

• 主機(jī)（Host）：工廠與設(shè)備通信的智能系統(tǒng)。
• 設(shè)備（Equipment）：與工廠主機(jī)通信的智能系統(tǒng)。
• 設(shè)備ID（Device ID）：0到32767之間的數(shù)字，用于標(biāo)識(shí)與主機(jī)通信的特定設(shè)備。
• 發(fā)起者（Originator）：消息的創(chuàng)建和發(fā)送者。
• 交互（Transaction）：構(gòu)成了所有SECS-II信息交換的基礎(chǔ)，由不請(qǐng)求應(yīng)答的主消息或請(qǐng)求應(yīng)答的主消息及其相應(yīng)的次消息組成。
• 會(huì)話（Conversation）：一個(gè)或多個(gè)用于完成特定任務(wù)的相關(guān)交互的系列。會(huì)話超時(shí)用于提示會(huì)話沒(méi)有正常結(jié)束。
• 主消息（Primary Message）：Function為奇數(shù)的消息，也是一對(duì)交互消息的第一條消息。
• 次消息（Secondary Message）：Function 為偶數(shù)的消息。也是一對(duì)交互消息的第二條信息。
• 解釋器（Interpreter）：解釋主消息（Primary Message）并在請(qǐng)求時(shí)生成應(yīng)答的系統(tǒng)。
• 單塊消息（Single-Block Message）：SECS-II要求某些消息按照消息傳輸協(xié)議以單個(gè)塊或單個(gè)包的形式發(fā)送。單個(gè)塊的SECS-II消息允許的最大長(zhǎng)度是244字節(jié)。
• 多塊消息（Multi-Block Message）：長(zhǎng)度超過(guò)244字節(jié)的SECS-II消息稱為多塊消息。某些SECS-II消息允許是多塊消息，即使它們?cè)谄渌矫鏉M足單塊長(zhǎng)度要求。
• 狀態(tài)變量（Status Variable）：只讀狀態(tài)信息，其值始終包含有效信息。
• 數(shù)據(jù)變量（Data Variable）：只讀信息，當(dāng)與數(shù)據(jù)變量關(guān)聯(lián)的事件在Event Report消息中報(bào)告時(shí)，該值只需要包含有效的信息。
• 設(shè)備常量（Equipment Constant）：設(shè)備的設(shè)置，該值可以由主機(jī)和操作員設(shè)置，用于配置設(shè)備的硬件或軟件行為。

SECS-II消息定義

SECS-II消息被劃分為多個(gè)Stream，每個(gè)Stream包含特定的Function消息。例如：

• Stream 1：交換設(shè)備狀態(tài)信息。
• Stream 2：處理來(lái)自主機(jī)的設(shè)備控制消息。
• Stream 4：物料控制，包含原始物料控制協(xié)議和支持SEMI E32的新協(xié)議。
• Stream 5：異常處理，包含關(guān)于二進(jìn)制和模擬設(shè)備異常的消息。
• Stream 6：數(shù)據(jù)收集，用于滿足工藝測(cè)量和設(shè)備監(jiān)控的需要。
• Stream 7：工藝程序管理，用于管理和傳輸工藝程序。
• Stream 9：系統(tǒng)錯(cuò)誤，用于通知主機(jī)已經(jīng)收到了一個(gè)無(wú)法處理的消息塊或事務(wù)計(jì)時(shí)器超時(shí)發(fā)生。
• Stream 10：終端服務(wù)，這組消息適用于在設(shè)備的操作終端和主機(jī)之間傳遞文本消息。
• Stream 11：已被刪除，不會(huì)再出現(xiàn)在E5標(biāo)準(zhǔn)中。通信委員會(huì)一致認(rèn)為 Stream 11已經(jīng)過(guò)時(shí)。 它已經(jīng)從1989年版的標(biāo)準(zhǔn)中刪除，不鼓勵(lì)使用它。
• Stream 12：晶圓映射圖，處理坐標(biāo)位置和與這些位置相關(guān)的數(shù)據(jù)的消息。包括如晶圓映射與晶圓上的die 的坐標(biāo)和相關(guān)的binning信息。
• Stream 13：數(shù)據(jù)集傳輸，提供了在系統(tǒng)之間傳輸數(shù)據(jù)集的協(xié)議。
• Stream 14：對(duì)象服務(wù)，這組消息用于與對(duì)象相關(guān)的通用功能，包括獲取對(duì)象信息和設(shè)置對(duì)象的值。
• Stream 15：配方管理，定義了一組消息，用于交互E139 定義的關(guān)于配方、配方名稱空間和配方執(zhí)行器的信息和操作的服務(wù)。
• Stream 16：工藝管理，提供了一組消息的協(xié)議，這些消息能夠控制設(shè)備和設(shè)備資源對(duì)物料的加工處理。
• Stream 21：（數(shù)據(jù)項(xiàng)傳輸）定義用于在主機(jī)和設(shè)備之間傳輸可能較大的項(xiàng)的消息。

E5中規(guī)定了設(shè)備特定消息的定義規(guī)范，以支持標(biāo)準(zhǔn)消息中沒(méi)有涵蓋的行為場(chǎng)景。

（圖片來(lái)源： SEMI E5）

消息結(jié)構(gòu)

SECS-II消息被歸類到稱為Stream的類別中，每個(gè)Stream包含特定的Function消息。消息由稱為Item的數(shù)據(jù)項(xiàng)和Item列表組成，這種結(jié)構(gòu)允許使用自描述數(shù)據(jù)格式來(lái)確保正確地解釋消息。

消息頭（Message Header）

消息傳輸協(xié)議必須為每條消息提供以下信息，稱為消息頭。消息頭中包含的信息有

• 設(shè)備ID（Device ID）：0到32767之間的數(shù)字，表示消息的來(lái)源或目的。
• Stream和Function：消息由一個(gè)Stream編號(hào)（0到127）和一個(gè)Function編號(hào)（0到255）標(biāo)識(shí)。
• 請(qǐng)求應(yīng)答（W-bit）：消息傳輸協(xié)議必須能夠識(shí)別主消息是否需要應(yīng)答。

數(shù)據(jù)項(xiàng)與列表

• 數(shù)據(jù)項(xiàng)（Item）：消息中的一個(gè)數(shù)據(jù)元素，其長(zhǎng)度和格式由該Item的前2、3或4個(gè)字節(jié)定義。例如 <U4  1000454>，表示格式為一個(gè)無(wú)符號(hào)四字節(jié)的整數(shù)數(shù)據(jù)項(xiàng)，這個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)的值最終會(huì)解析為 1000454。
• 列表（List）：元素的有序集合，其中的元素既可以是Item，也可以是List。

E5中定義的基本數(shù)據(jù)類型包括：List，Binary，Boolean，I1，I2， I4， I8，U1，U2，U4， U8, F4，F(xiàn)8。E5 也規(guī)范了傳遞本地化字符串?dāng)?shù)據(jù)項(xiàng)的數(shù)據(jù)格式，例如 Simplified Chinese GB。

數(shù)據(jù)項(xiàng)字典

E5中的數(shù)據(jù)項(xiàng)字典是E5中消息的每個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)的規(guī)范，約束了通信消息中數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)類型，用途及解釋，并列舉了數(shù)據(jù)項(xiàng)所使用的場(chǎng)景。例如：

（圖片來(lái)源： SEMI E5）

結(jié)語(yǔ)

SEMI E5 SECS-II標(biāo)準(zhǔn)為半導(dǎo)體設(shè)備與主機(jī)之間的通信提供了詳細(xì)的消息結(jié)構(gòu)和解釋，支持集成電路制造中的典型行為場(chǎng)景。通過(guò)理解SECS-II的基本概念、消息結(jié)構(gòu)、交互與會(huì)話、數(shù)據(jù)項(xiàng)與列表以及變量字典，技術(shù)人員可以更好地實(shí)現(xiàn)設(shè)備與主機(jī)之間的高效通信。

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