半導體廠自動化之通訊協定 SECS GEM

【实例简介】
全中文 針對SECS I SECS II GEM 觀念說明，給各位參考
財法入 工巢枝術研究院 主機檔案服務 已被SEM刪除 品圓定位 12 0~20 資料組傳送 13 0~16 物件服務 14 0~18 配方管理 0~48 程序處理管理 16 0~28 機台控制及診斷 17 0-14 子糸統控制與資料 18 0~14 常見的 Stream number為1、2、34、5、6、7、9與10。SECS以RS232 通訊協定做為其傳輸標凖·為使命令均能有效的傳逹’主機與設備機台問採,雙 工一問一答的方式相互溝通。發話者以單數之 Function number( Primary Message)做為其訊息代號’而受話者(回話者)若必須回覆發話者則以 Function Number+l( Secondary Message)做為其回覆訊息代號’所以表一的 Function Number均以偶數結束·每一半導體機台所用到的 Stream Function並不會相同 而且大部份機台實際所用到的 Stream function總數約為50個(單數之 Function Number)’這完全依禨台操作的複雜度及動作需求來決定 Stream function之發送接收’主機或設備機台並非每一代號均可使用,有 些只有主機才可以發送’部份則為設備專屬’當然也有二者均可發送的 Strean Function,收話者若必需回話則一律以 Function Number+1回覆,常用的 Stream Function如表二所示·表中灰色項目為具有標準機台介面( Standard mechanical Inter Face SMF)的自動化生產糸統( Automatic manufacturing system)較常選用 之 Stream function通訊訊息。 表二常用的 Stream function Stream Function訊息意涵 Hos→ Equip S1 Are you there On Line data S1 Selected Status request Selected Status Request SI Formatted Status request SI Formatted Status Data Material Transfer Status Data F10 Material Transfer Status Data SI Fll Status Variable Namelist Request Status Variable Namelist Reply F13 Connect request F14 Connect Request Acknowledge S2 F13 Equipment Constant request S2 F14 Equipment Constant Data S2 F15 New equipment Constant Send S2 F16 New equipment constant Send Acknow ledge S2 F17 Date and Time request F18 Date and time data S2 Remote command send S2 F22 Remote Command acknowledge 第3賁,共20頁htp://ww.ses. Itrl.org.tw 財法入 工巢枝術研究院 Trace Initial Send F24 Trace Initial Acknowledge Diagnostic Loopback request S2 F26 Diagnostic Loopback Data ( S2 F27 Initiate Processing Request S2 F28 Initiate Processing acknowledge S2 F29 Equipment Constant Namelist Request S2 F30 Equipment Constant Namelist Reply S2 F31 Date and Time send S2 F32Date and Timc Acknowledge S2 F33 Dcfinc Rcport S2 F34 Define report acknow ledge S2 85 Link Event Report S2 F36 Link Event Report Acknowledge S2 F37 Enable/Disable Event report Enable/Disable Event Report Acknowledge S2 F39 Multi-Block Inquire S2 上40 Multi-Block grant F41 Remote Command with Parameters S2 F42 Remote Command Acknowledge S2 F43 Reset Spooling Streams and Functions F44 Reset Spooling Acknowledge S2 F47 Variable Limit Attribute Request S2 F48 Variable Limit attribute send 2 Enhanced Remote Command S2 F50 Enhanced Remote Command Acknowledge S2 F65 Reset spooling streams and Functions Reset spooling Streams and Functions Ack S2 F85 Variable Limit Attribute request S2 F86 Variable Limit Attribute Send F87 Define variable limit attributes S2 F88 Define variable Limit Attributes ack F1 Material Status Request Material status data F11 Material ID request F12 Material ID Request Acknowledge Material ID send F14 Material ID Acknowledge F1 Ready to send material Ready to send Acknow ledge S4 F3 Handshake Complctc S4 Not read y to send F17 Request to Receive matcrial S4 F18 Request to Receive Material Acknowledge F1 Alarm Report Send S5 Alarm Report Acknowledge Enable/Disable Alarm Send S5 Enable/Disable Alarm Acknowledge 第4貢,共20頁htp://ww.ses. Itrl.org.tw 財法入 工巢枝術研究院 F List alarm request ist alarm data 5 List Enable Alarm request List Enable alarm Acknowledge 6 F73 Alarm Notification Send F73 Alarm Notification acknowledge FI Trace Data Send Trace Data Acknowledge S6 F3 Discretc Variable Data Send F4 Discrete Variable Data Acknowledge 6 F5 Multi-block Data Send Inquire S6 F6Multi-block Grant S6 Formatted Variable Send 66 F10 Formatted Variable Acknowledge F1l Event Report Send S6 F12 Event Report Acknowledge F13 Annotated Event Report Send S6 F14 Annotated Event report Ackno w ledge F15 Event Report Request 6 Event Report Data S6 F17 Annotated Event report request F18 Annotated Event Report Data F19 Individual report request S6 F2 Individual report data Annotated Individual report request F22 Annotated Individual report data S6 F23 Request spooled data 24 Request Spooled Data Ackno wledgement Send F65 Request spooled data S6 F66 Request Spooled Data Acknowledge Process Program Load inquire Process pro gram Load grant S7 Process Program Send Process Program Acknowledge Process Program Request F6 Process Program Data Process Program ID Request Process Program ID Data F17 Delete Process program Send S7 F18 Delete Process Program Acknowledge S7 F19 Current epid request F20 Current eppid data S9 Unrecognized device ID S9 Unrecognized Stream Type Unrecognized Function Type S9 Illegal data F9 Transaction Timer Timeout F11 Data too lons g 第5賁,共20頁htp://ww.ses. Itrl.org.tw 財法入 工巢枝術研究院 F13 Conversation Timeout sg F67 Incorrect System Bytes Received S10 Fl Terminal Request S10 Terminal Request Acknow ledge S10 3Terminal Display Single S10 Terminal Display Single Acknowledge S10 Terminal display multi-block S10 F6 Terminal Display Multi-block Acknowledge S10 Broadcast S10 Broadcast Acknowledge SECS Message之資料結構 半導體廠所需的半導體生產設備來自不同的國家不同的公司·這些設備串 耙了半導體廠生產線’因此必須製定一個機台間的標準通訊方法及通訊資料格 式σSECS之標準分為二部分 SECS I[2]及SECSⅡ[3];SECSⅠ定義了SECS通 訊的電氣規格丶傳輸速度丶交握碼( Handshake Codes)丶資料長度(Ieη gth byte)丶 訊息前部( Message Header)丶 Checksum與等待時間限制'SECSⅡ規範傳遞資 料的標準結構。 SECS I: 1.以RS232為串列通訊標準·δN的傳輪協定’並且採用半雙工方 式通訊。 2.通訊速度· Baud rate為300~9600bps,目前均為9600bps,少數 為19200bps 3.交握碼’當機台或主機要開始傳送 SECS Message前要先送一個 ENQ告知對方要傳送資料( SECS Message)過去’等到對方回應 個EOT時才開始傳送資料’而待資料收齊後則比對 Checksum 是否相符·若相符則發出ACK告知對方;若不相符則發岀NAK 告知對方再重傳一次 表三交握碼 ame Binary code H ex Function ENO 00000101 05 Request to send EOT 00000100 04 Ready to receive ACK 00000101 06 Correct Reception NAK 00010101 15 Incorrect Reception 4.資料長度’為一個位元組’用以表示此一區塊( Block)內含多少 位元組’不含資料長度位元組及( checksum二個位元組,其值為 10-2540 5.訊息 Header,共有10個位元組(10 BItes)每- Stream function所 第6賁,共20頁htp://ww.ses. Itrl.org.tw 財法入 工巢枝術研究院 包含的資料最多可達7.99百萬位元組’這些資料則以254位元組 為一 Block,最多32767個 Blocks。每一 Block含有一 Header及 244位元組的資料。 Header內的訊息包括∶裝置識別碼( Device ID)訊息識別碼( Message d/ Stream function)·區塊序號( Block No.),糸統位元組( System Bytes)o以及R、W與E三位元(bit) 分別表示傳翰者的地位(主機或設備機台)、是否要回覆訊息與是 否為最後一個 Block。 6. Checksum,2個位元組(2 Bytes)將 Header及Data内的資料的加 總,所得之二個位元組即為 Checksum 7. R bit: R=0 Host> Equipment ;R=l Host Equipment 8.Wbi:W=0不必回覆訊息;W=1必須回覆訊息。 9.Ebit:E=0尚有 Block;E=1此為最後一個 Block 10. System Bytes’,必須每一Blck均相同,且在交談的過程每 Primary secs Message之 System Bytes均為唯一。主機或設備端自 行維護其 Primary message之 System Bytes: System Bytes之規劃 兩者無關:一般以累加的方式來產生 Secondary message之 System Byte則必須與 Primary Message之 System Byte相同 表四一個 SECS Message block的結構 名稱 數值 意義註解 位元組 Length byte 10~254 資料長度 0 Upper Device ID R(0~127 裝置試別碼·自行 Lower Device Id 0~256 定義。 2 Upper Message ID W0-127 Stream no Lower message id 0~255 Function No 4 UpperBlock No E(0~127 區塊序號 Lower block no 1~255 區塊序號 System bytes 0~255 条統比對用資料。7 System bytes 0-255 System bytes 0~255 tem Bytes 0-255 10 11 Data 0~255 SECSⅡ定義 254 Upper Checksum 0~255 第1位元組至第255 Lower Checksum 0~255 254位元組之總和256 第7賁,共20頁htp://ww. secs.trl.org. tw 財法入 工巢枝術研究院 11.等待時間限制∶在資料傳遞的過程中’由於機台資料傳送的延遲或 因機台當機無法再傳遞資料’都會造成資料的不完整φ必需重新傳 送’或告知主機通知設備工程師檢修機台等待的時間有四種’而 傳輸錯誤之重試欤數亦有規定。如表五所示。實際的時間限制則可 由機台的特性來訂定 12. Inter character Timeout:位元組(Byte)間的傳輪延遲上限。 13. Protocol timeout:發出ENQ後至收到對方回EOT的等待時間上限。 14. Reply timeout:發出 Primary Message完畢後等待對方回 Secondary Message的等待時間上限。 15. Inter-Block Timeout:在多區塊(Muti- Block)的場合下,判斷區 塊間的傳遞延遲時問上限 16. Retry limit:當對方發生 Timeout未回應’再坎重試的次數。 表五 Timeout之分類 TTimeout名稱|SEM標芈範图 精度 T1 Inter-Character0.5(秒)0.1-10(秒)0.1(秒) T2 Protocol 10(秒)0.2~25(秒)02(秒) T3 Reply 45(秒)1-120(秒)1(秒) T4 Inter-Block 45(秒) 1~120(秒)1(秒) rtY Retry Limit 3(次) 0-31(次)1(次) SECS II SECSⅡ定義了 Stream Function的結構及資料型態,一個 Primary message 可傳送的資料長度最多可達799百萬位元組。 Primary message的資料(Data) 則由一些項目(Item)依序串接組成’共15種不同資料型態( Format Code)的 ltem’每一ltem包含了2~4個位元組的 Header用來記錄ltem的資料型態及長度, 其結構如下表六及表七所示 表六 Item header format 名稱 Bit number 87654321 位元組 資料型態( Format Byte) Format Code NLB 長度( LengthByte,MSB) 0~255 長度( Length Byte) 0-255 長度( Length Byte,LSB) 0~255 Item的資料 0~255 7. 99 million 表七長度位元組的的數目( Number of length bytes) NLB Maximum Length of Bytes 255 第8賁,共20頁htp://ww.ses. Itrl.org.tw 財法入 工巢枝術研究院 Reseach Instate 2 64k 7.99 million 其中格式碼( Format code)共有15種’可指定14種資格型態及一個分攴 碼(List)’分支碼則可使得 Message具的樹狀結構’更容易以文字表逹說眀’由 此所成之結構語言即稱為SML( SECS Message Language)。分支碼沒有跟隨的 資料只有2-4個位元組的 Header,說明在分支碼下共包含幾個資料Item。格式 碼分類如表八所示 表八格式碼分類 Binary Bit八進位+六進位(Hex 876543 ( Octal)(假設NLB=1) 代號 意義 000000 00 01 LIST 001000 10 21 B B Inar y 001001 BOOLEAN Boolean 010000 20 41 ASCIi 010001 21 45 JIS-8 01000 0 61 8-byte integer(signed) 011001 65 1-byte integer(signed) 011010 69 12 2-byte integer(signed) 011100 71 [4 4-byte integer(signed) 100000 40 81 F8 8-byte floating point 100100 44 91 F4 4-byte floating point l01000 Al U88-byte integer(unsigned) l01001 51 A5 1-byte integer(unsigned) 101010 A9 2-byte integer(unsigned) 101100 54 B U4 4-byte integer(unsigned) SECS Message範例 個最簡單的而且是必備的 SECS Message為SlF1, Say Hello,回應者必 須回以S1F2。這個 SECS Message只有10個位元組的 Header,用來詢問對方是 否在線’同時藉由υ evice l來判斷是否彼此認識’透過SCSI的規範分別將 0~10位元組送出即可。資料串如表九所示。其 Checksum=0249(Hex) 表九由機台發出之S1F1 SECS Message 位元組 資料數值(Hex) 說明 0 OA 共有10個位元組 81 由 Equipment發出 2 05 Device id=01o5 81 對方必須回覆 Message Id= sifl 5 80 最後一個區塊 第一個區塊 System Byte=000000Co 00 System byte=00ooooCo 第9賁,共20頁htp://ww. secs.trl.org. tw 財法入 工巢枝術研究院 System byte=000000CO 10 CO System byte=00oooOCO 而收到SIF1者則回以SlF2’在實際應用上主機端回應之SIF2除了修改表 九之10個位元組外,還須再加上一個不具長度的LIcm,其 Checksum=014B (Hex)。如表十所示,其SML如下所示 SIF2 表十由主機發出之S1F2 位元組 資料數值(Hex) 說明 0 OC 共有12個位元組 01 由Host發出 2 05 Device ID=0105 01 對方不須回覆 4 02 Message ID=SIF2 5 80 最後一個區塊 01 笫一個區塊 System byte=000000CO System Byte=00000OCO 9 System byte=000oooCO 10 CO System Byte=000000CO 11 分支一個 Length byte 12 沒有資料 但若SlF由主機發出(表九之第1個位元組改成Ol, Checksum=0l09 (Hex)則機台在回SlF2時必須再加上長度均為6位元組之 Model number及 Software version,如表十一所示。 I[2] <A[6 ‘ITRI01 <A[6 002.01> 表十一由機台發出之S1F2( Checksum=0514(Hcx)) 位元組 資料數值(Hex) 說明 0 IC 共有28個位元組 81 由 Equipment發出 2 05 Device ID=o105 對方不須回覆 4 02 Message Id= sif2 5 80 最後一個區塊 第10貢,共20htp:/ww. secs.Itrl.org. tw 【实例截图】
【核心代码】