PV2的歷史

光伏產(chǎn)業(yè)關(guān)于標(biāo)準(zhǔn)化IT(信息技術(shù))接口的需求的討論始于2006年，目標(biāo)是該接口使“復(fù)雜的質(zhì)量保證、可追溯性和先進(jìn)的過程控制策略”成為可能。2007年9月，歐洲SEMI EIS TF（歐洲設(shè)備接口規(guī)范工作組）啟動，開始評估利用現(xiàn)有的技術(shù)和最合適的方式對光伏設(shè)備通信接口進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化。2008年，工作組選擇了SEMI E30 GEM標(biāo)準(zhǔn)作為基礎(chǔ)技術(shù)，提出了新的光伏設(shè)備通信接口(PVECI)標(biāo)準(zhǔn)來規(guī)范如何實(shí)現(xiàn)在光伏設(shè)備上實(shí)施GEM標(biāo)準(zhǔn)。2009年6月，SEMI成員正式批準(zhǔn)了SEMI 標(biāo)準(zhǔn)PV2 作為光伏設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)通訊接口。

PV2的主要內(nèi)容

• PV2 (PVECI) 當(dāng)前版本為PV2-0709。標(biāo)準(zhǔn)中定義了一個SEMI E37 (HSMS)、SEMI E5 (SECS-II)、SEMI 30 (GEM)、SEMI E148和SEMI E10 (OEE)標(biāo)準(zhǔn)的框架。
• 與半導(dǎo)體制造中使用的版本相比，限制和簡化了光伏行業(yè)的GEM/SECS應(yīng)用場景。
• 因?yàn)樵谏a(chǎn)制造中實(shí)施PV2標(biāo)準(zhǔn)可以大大降低集成成本，因此許多將光伏產(chǎn)品納入其產(chǎn)品組合的半導(dǎo)體設(shè)備制造商已經(jīng)開始利用現(xiàn)有的SECS/GEM標(biāo)準(zhǔn)來實(shí)現(xiàn)設(shè)備連接。

(SEMI PV2-0709: 光伏設(shè)備結(jié)構(gòu)示例)

PV 2 與GEM的區(qū)別

Kxware開發(fā)的KXGEM產(chǎn)品，為半導(dǎo)體及泛半導(dǎo)體生產(chǎn)加工設(shè)備提供了一套成熟的，全功能的GEM接口解決方案。符合SEMI E5/E30/E37標(biāo)準(zhǔn)，支持SEMI E30 GEM所有功能， 同時兼容PV2 標(biāo)準(zhǔn)。 KXGEM可跨平臺運(yùn)行在Windows, Linux, 安卓等操作系統(tǒng)中。支持多HSMS 端口及多設(shè)備實(shí)例。集成方式靈活，簡便，兼容性強(qiáng)。

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本篇文章將圍繞Carrier ID 和 Carrier SlotMap的驗(yàn)證，闡述Carrier ID和Carrier SlotMap的狀態(tài)，驗(yàn)證方法，以及衍生出的基本流程場景。

1.??? 驗(yàn)證信息

Carrier ID 和 Carrier SlotMap.

2.??? 驗(yàn)證執(zhí)行者

設(shè)備，或者工廠主機(jī)。

3.??? 四種驗(yàn)證方式：

• Host-Based Carrier ID Verification + Host-Based SlotMap Verification
• Equipment-Based Carrier ID Verification + Host-Based SlotMap Verification
• Host-Based Carrier ID Verification + Equipment-Based SlotMap Verification
• Equipment -Based Carrier ID Verification + Equipment -Based SlotMap Verification

通常每個工廠會根據(jù)工廠本身的自動化策略，在以上四種驗(yàn)證方式組合中選擇一種，但并不能排除工廠會在同一臺設(shè)備使用一種以上驗(yàn)證組合。到這里，很多人就會有同樣的疑問：工廠主機(jī)和設(shè)備是通過什么來約定使用哪種驗(yàn)證方式呢？答案是：服務(wù)命令。

首先，驗(yàn)證的核心是將從工廠MES獲取的Carrier信息與從Carrier 本身讀取到的信息進(jìn)行對比。那么驗(yàn)證的執(zhí)行者就是首先同時掌握以上兩方信息的主體。設(shè)備從Carrier讀到的信息以事件的方式發(fā)送給工廠主機(jī)（S6F11）,? 工廠主機(jī)從MES獲取的Carrier信息則是通過Carrier 服務(wù)命令發(fā)送給設(shè)備(S3F17)。根據(jù)工廠主機(jī)下達(dá)S3F17服務(wù)命令的不同時間點(diǎn)和命令內(nèi)容，工廠主機(jī)和設(shè)備可以動態(tài)的決定由哪一方來完成Carrier ID和 SlotMap 的驗(yàn)證。

?我們以第一種驗(yàn)證方式為例，梳理一下流程：

1. 首先，設(shè)備在沒有收到任何Carrier 服務(wù)命令的情況下，檢測到Carrier的到達(dá)。
2. 設(shè)備從Carrier上安裝的Tag中讀取到Carrier ID。
3. 設(shè)備將讀到的Carrier ID上報(bào)給工廠主機(jī)。
4. 工廠主機(jī)向MES 查詢該設(shè)備及裝載臺上調(diào)度指定的Carrier 信息。
5. 工廠主機(jī)驗(yàn)證Carrier ID。一旦匹配，向設(shè)備發(fā)送S3F17 ProceedWithCarrier。
6. 設(shè)備接受到S3F17 ProceedWithCarrier，認(rèn)為Carrier ID 已經(jīng)得到確認(rèn)。繼續(xù)執(zhí)行Carrier SlotMap的掃描。
7. 設(shè)備將讀到的SlotMap上報(bào)給工廠主機(jī)。
8. 工廠主機(jī)向MES 查詢該設(shè)備及裝載臺上調(diào)度指定的Carrier Slot Map信息，并與設(shè)備上報(bào)SlotMap進(jìn)行比對。一旦匹配，設(shè)備發(fā)送S3F17 ProceedWithCarrier。
9. 設(shè)備接受到S3F17 ProceedWithCarrier，認(rèn)為Carrier SlotMap 已經(jīng)得到確認(rèn)。

至此 E87 Carrier的驗(yàn)證流程結(jié)束?？梢钥吹?，在此流程中，工廠主機(jī)使用了兩次ProceedWithCarrier指令來對Carrier ID和 Slot Map進(jìn)行驗(yàn)證。關(guān)于其他幾種驗(yàn)證方式，篇幅所限，我們列舉出了使用的服務(wù)指令，不做詳細(xì)分解介紹。如果想要了解更多細(xì)節(jié)，歡迎聯(lián)系我們。

4.??? Carrier驗(yàn)證中使用的服務(wù)命令

• Host-based Carrier ID & Host-based Slot map驗(yàn)證
• ProceedWithCarrer（僅包含Carrier ID，不包含SlotMap）
• ProceedWithCarrer (包含Carrier ID)
• Host-based Carrier ID & Equipment-based Slot map驗(yàn)證
• ProceedWithCarrer（包含Carrier ID 及SlotMap信息）
• Equipment-based Carrier ID & Host-based Slot map 驗(yàn)證
• Bind/CarrierNotification（包含Carrier ID，但不包含SlotMap信息）
• ProceedWithCarrer (包含Carrier ID)
• Equipment-based Carrier ID & Equipment-based Slot map 驗(yàn)證
• Bind/CarrierNotification （包含Carrier ID 及SlotMap信息）.

Kxware開發(fā)的KXGEM300產(chǎn)品，為300mm半導(dǎo)體生產(chǎn)加工設(shè)備提供了一套成熟的， 完整的GEM300接口解決方案。KXGEM300 實(shí)現(xiàn)了SEMI E40/E94/E84/E87/E90/E116/E157等標(biāo)準(zhǔn)。內(nèi)建支持各種E87驗(yàn)證場景。KXGEM300可跨平臺運(yùn)行在Windows, Linux, 安卓等操作系統(tǒng)中。集成方式靈活，簡便，兼容性強(qiáng)。

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一．??????? GEM控制狀態(tài)模型

控制狀態(tài)機(jī)(Control State Model)定義了主機(jī)和設(shè)備之間的協(xié)作級別。一臺設(shè)備可能的控制狀態(tài)包括：

• ON-LINE
  • Local
  • Remote
• OFF-LINE
  • Host Off-Line
  • Equipment Off-Line
  • Attempt On-Line

(摘自：SEMI E30 Control State Model Diagram）

二．??????? GEM各控制狀態(tài)下的設(shè)備行為

OFF-LINE

設(shè)備控制狀態(tài)處于OFF-LINE狀態(tài)時，設(shè)備的操作由操作員在操作員控制臺進(jìn)行，消息傳輸是可能的。但是絕大多數(shù)用于狀態(tài)查詢和遠(yuǎn)程操作的消息傳遞都將收到嚴(yán)格限制。特點(diǎn)如下：

• 設(shè)備只應(yīng)響應(yīng)和處理收到的S1F13和S1F17主消息。其余均以SxF0 回復(fù)，x為收到主消息的Stream編號。
• 設(shè)備只應(yīng)處理收到的S1F14和S1F2次消息，其余均應(yīng)丟棄。
• 設(shè)備只應(yīng)發(fā)送S1F13、S9Fy和S1F1主消息。
• 設(shè)備只應(yīng)發(fā)送S1F14和S1F18 次消息。
• 不會有消息進(jìn)入Spooling。

ON-LINE LOCAL

設(shè)備控制狀態(tài)處于ON-LINE LOCAL狀態(tài)時，設(shè)備的運(yùn)行由操作人員的直接動作來實(shí)現(xiàn)。所有操作指令應(yīng)可在設(shè)備的本地操作員控制臺輸入。同時工廠主機(jī)（Host）具有以下能力和限制:

• 主機(jī)禁止使用引起物理移動或啟動處理的遠(yuǎn)程命令。
• 在工藝處理過程中，禁止主機(jī)修改任何影響該工藝的設(shè)備常數(shù)。其他設(shè)備常數(shù)可以在加工過程中變化。當(dāng)沒有工藝進(jìn)行時，主機(jī)應(yīng)能修改所有可用的設(shè)備常數(shù)。
• 主機(jī)應(yīng)能夠上傳和下載配方，只要該操作不影響當(dāng)前正在執(zhí)行的任何配方。
• 主機(jī)應(yīng)能夠配置數(shù)據(jù)自動上報(bào)功能，包括報(bào)警（Alarm）， 事件（Event），及追蹤（Trace）。
• 主機(jī)應(yīng)能夠查詢設(shè)備的數(shù)據(jù)，包括狀態(tài)變量（Status Variable）， 設(shè)備常量（Equipment Constant），事件報(bào)告（Event Report），配方列表（EPPD），報(bào)警列表及報(bào)警狀態(tài)。
• 主機(jī)和設(shè)備應(yīng)均能夠執(zhí)行GEM中定義的終端服務(wù)（Terminal Service）。

ON-LINE REMOTE

設(shè)備控制狀態(tài)處于ON-LINE LOCAL狀態(tài)時，工廠主機(jī)應(yīng)能夠通過通信接口執(zhí)行必要的遠(yuǎn)程命令，以自動化的方式在整個過程周期中操作設(shè)備。處于REMOTE狀態(tài)時，設(shè)備不應(yīng)限制工廠主機(jī)的遠(yuǎn)程操作。

• 應(yīng)允許對設(shè)備進(jìn)行配置，在特定的非緊急程序中限制操作人員的本地操作。以確保設(shè)備本地操作不會干擾設(shè)備的自動生產(chǎn)和主機(jī)的遠(yuǎn)程控制。
• 控制功能應(yīng)由主機(jī)與本地操作員進(jìn)行一定程度的共享。至少，操作人員應(yīng)該有能力改變控制狀態(tài)，啟動緊急停止和中斷處理（ 例如，停止、中止或暫停）。

三．??????? 控制狀態(tài)切換的觸發(fā)條件

ON-LINE/LOCAL -> ON-LINE/REMOTE

GEM中規(guī)定，當(dāng)操作人員在用戶界面上發(fā)起切換到ON-LINE/REMOTE狀態(tài)的請求，可以觸發(fā)此狀態(tài)變化。但目前，相當(dāng)數(shù)量的工廠要求設(shè)備支持工廠主機(jī)通過遠(yuǎn)程命令在LOCAL和REMOTE之間進(jìn)行狀態(tài)切換。

ON-LINE/REMOTE -> ON-LINE/LOCAL

GEM中規(guī)定，當(dāng)操作人員在用戶界面上發(fā)起切換到ON-LINE/REMOTE狀態(tài)的請求，可以觸發(fā)此狀態(tài)變化。但目前，相當(dāng)數(shù)量的工廠要求設(shè)備支持工廠主機(jī)通過遠(yuǎn)程命令在LOCAL和REMOTE之間進(jìn)行狀態(tài)切換。

ON-LINE -> OFF-LINE/Equipment OFF-LINE

操作人員用戶界面上發(fā)起切換到OFF-LINE的請求。

ON-LINE -> OFF-LINE/Host OFF-LINE

工廠主機(jī)通過S1F15消息發(fā)起設(shè)備切換到OFF-LINE的請求。

OFF-LINE/Equipment OFF-LINE -> ON-LINE

操作人員用戶界面上發(fā)起切換到OFF-LINE的請求，設(shè)備切換到OFF-LINE/Attempt ON-LINE，并向工廠主機(jī)發(fā)送S1F1消息，如果無通訊錯誤并收到S1F2回復(fù)。狀態(tài)成功切換到ON-LINE的默認(rèn)子狀態(tài)。

OFF-LINE/Host OFF-LINE -> ON-LINE

工廠主機(jī)通過S1F17消息發(fā)起設(shè)備切換到ON-LINE的請求。

Kxware開發(fā)的KXGEM產(chǎn)品，為半導(dǎo)體及泛半導(dǎo)體生產(chǎn)加工設(shè)備提供了一套成熟的，全功能的GEM接口解決方案。符合SEMI E5/E30/E37標(biāo)準(zhǔn)，支持SEMI E30 GEM所有功能。 KXGEM可跨平臺運(yùn)行在Windows, Linux, 安卓等操作系統(tǒng)中。支持多HSMS 端口及多設(shè)備實(shí)例。集成方式靈活，簡便，兼容性強(qiáng)。

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一． GEM通訊狀態(tài)模型

通訊狀態(tài)機(jī)(Communication State Model)規(guī)范建立通訊的規(guī)則。下圖摘自GEM標(biāo)準(zhǔn)，定義了設(shè)備GEM接口在應(yīng)用層的通訊狀態(tài)模型。

（摘自：SEMI E30 Figure 4 Communication State Model Diagram）

狀態(tài)包括：

• DISABLED：通訊功能禁用（關(guān)閉）
• ENABLED： 通訊功能啟用（打開）
  • NOT COMMUNICATING： 未通訊
    • HOST-INITIATED CONNECT：Host啟動連接
      • WAIT CR FROM HOST： 等待主機(jī)連接請求
    • EQUIPMENT-INITIATED CONNECT：設(shè)備啟動連接
      • WAIT DELAT：等待延遲
      • WAIT CRA： 等待連接確認(rèn)
    • COMMUNICATING： 通訊中

二． GEM設(shè)備各通訊狀態(tài)下的行為

DISABLED

設(shè)備與主機(jī)通訊關(guān)閉。在這種狀態(tài)下，與主機(jī)的SECS-II通信不存在。如果操作人員從ENABLED切換到DISABLED，所有SECS-II通信應(yīng)立即停止。任何排隊(duì)發(fā)送的消息將被丟棄，所有對任何開放的交易和對話的進(jìn)一步操作將被終止。

ENABLED

設(shè)備與主機(jī)通訊打開，包括COMMUNICATING和NOT COMMUNICATING兩個子狀態(tài)。無論何時啟用通信，無論是在系統(tǒng)初始化期間還是通過操作人員的選擇，就會首先進(jìn)入 NOT COMMUNICATING的子狀態(tài)，直到正式建立通信。

ENABLED/NOT COMMUNICATING

當(dāng)通訊處于NOT COMMUNICATING狀態(tài)時，除S1F13、S1F14和S9Fx外，不得發(fā)送其他任何消息。設(shè)備應(yīng)丟棄除S1F13或S1F14(建立通信確認(rèn))以外的任何來自主機(jī)的消息。它還應(yīng)定期嘗試通過發(fā)出S1,F13來建立與主機(jī)的通信，直到通信建立成功。NOT COMMUNICATING 狀態(tài)有兩個并發(fā)的子狀態(tài)，HOST-INITIATED CONNECT和EQUIPMENT- INITIATED CONNECT，

NOT COMMUNICATING/EQUIPMENT-INITIATED CONNECT：

該狀態(tài)有WAIT CRA 和 WAIT Delay 兩個子狀態(tài)。在任何進(jìn)入NOT COMMUNICATING狀態(tài)時，只要EQUIPMENT-INITIATED CONNECT第一次變?yōu)榛顒訝顟B(tài)，就會發(fā)生向WAIT CRA的轉(zhuǎn)換，CommDelay定時器被設(shè)置為超時，并立即嘗試發(fā)送S1,F13。

? NOT COMMUNICATING/EQUIPMENT-INITIATED CONNECT/WAIT CRA-已發(fā)送建立通信請求。?設(shè)備等待主機(jī)確認(rèn)請求。

? NOT COMMUNICATING/EQUIPMENT-INITIATED CONNECT/WAIT DELAY-發(fā)生連接事務(wù)失敗。?已初始化CommDelay 定時器。?設(shè)備開始等待定時器超時。

NOT COMMUNICATING /HOST-INITIATED CONNECT：

該狀態(tài)描述了在NOT COMMUNICATING狀態(tài)下，主機(jī)發(fā)起的S1,F13的響應(yīng)行為。

? NOT COMMUNICATING/HOST-INITIATED CONNECT/WAIT CR FROM HOST-設(shè)備等待主機(jī)發(fā)出S1、F13。?如果收到S1,F13，則嘗試發(fā)送COMMACK = 0的S1,F14。

ENABLED/COMMUNICATING

通信已建立完成。設(shè)備可以接收來自主機(jī)的任何消息，包括S1、F13。 當(dāng)設(shè)備進(jìn)行通信時，應(yīng)保持與主機(jī)的SECS通信。

三． GEM各通訊狀態(tài)之間切換的觸發(fā)條件

通訊狀態(tài)機(jī)的變化中，只有ENABLED和DISABLED是需要由操作人員，通過啟動/關(guān)閉軟件或在軟件界面上發(fā)起開啟/關(guān)閉 GEM功能操作來實(shí)現(xiàn)。其余狀態(tài)的變化，是由設(shè)備和工廠主機(jī)之間的消息交互實(shí)現(xiàn)的。下列為常見其他狀態(tài)到COMMUNICATING狀態(tài)的觸發(fā)條件。

1. DISABLED->COMMUNICATING

操作人員在設(shè)備端啟用GEM功能。

2. WAIT CR FROM HOST->COMMUNICATING

設(shè)備收到主機(jī)發(fā)出的S1F13消息，回復(fù)S1F14，并進(jìn)入COMMUNICATING狀態(tài)。

3. WAIT CRA ->COMUNICATING.

設(shè)備發(fā)出S1F13，收到主機(jī)回復(fù)消息S1F14. 進(jìn)入COMMUNICATING狀態(tài)。

4. WAIT DELAY->COMMUNICATING.

設(shè)備等待CommDelay 定時器觸發(fā)，發(fā)出S1F13消息，進(jìn)入WAIT CRA狀態(tài)。

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EDA ： Equipment Data Acquisition。另一名稱 Interface A, 這兩個是通用的術(shù)語。

EDA 標(biāo)準(zhǔn)是一組SEMI標(biāo)準(zhǔn)的集合。包括

• E120 通用設(shè)備模型規(guī)范（Specification for the Common Equipment Model）
• E125 設(shè)備自我描述規(guī)范（Specification for Equipment Self Description）
• E132 客戶端認(rèn)證與授權(quán)規(guī)范（Specification for Client Authentication & Authorization）
• E134 數(shù)據(jù)收集計(jì)劃規(guī)范（Specification for Data Collection Management）
• 其他相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)：E128, E138, E164, E157

EDA 接口的特點(diǎn)

• 僅做數(shù)據(jù)收集
• 數(shù)據(jù)包含上下文信息
• 自我描述的元數(shù)據(jù)
• 常用的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)
• 多個獨(dú)立的客戶端訪問
• 有限制的訪問

EDA凍結(jié)版本 (Freeze)

• EDA凍結(jié)版本指的是特定的EDA標(biāo)準(zhǔn)版本的集合
• 為了客戶端和設(shè)備的兼容性，需要凍結(jié)（Freeze）版本
• 確保底層組件標(biāo)準(zhǔn)(E125、1、E132、E132.1、E134、E134.1)的互操作性
• 處理服務(wù)消息格式(wsdl)和協(xié)議(HTTP/SOAP)
• Freeze I， 即Interface A 1105
• Freeze II， 即Interface A 0710
• Freeze III, 開發(fā)中

EDA系列標(biāo)準(zhǔn)凍結(jié)版本及最新版本

EDA Freeze III 時間線

一些提案仍在進(jìn)行中：涉及標(biāo)準(zhǔn) E120.2, E125, E132, E134, E164, E179.

批準(zhǔn)可能需要的時間：1到2年

預(yù)測采用實(shí)施的時間：2-3年

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