学习SECS协议

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文章目录

• 一、SECS是什么？
• 二、SECS-II Message Protocol
• • 1.Stream和Function
  • 2.Message Layout
  • Data Items（数据项）
  • Layout Encoding（布局编码）
  • • 数据项编码如下：
    • 消息布局编码
  • Multi-Block Messages（多块消息）
  • Interleaving Messages（交错消息）
  • Common SECS-II Messages（常用的SECS-II消息）
• SECS-I Block Transfer Protocol块传输协议
• • Handshake Sequence（握手序列）
  • Block Data（块数据）
  • Example of S1F1 / S1F2

一、SECS是什么？

SECS/GEM是由国际半导体设备与材料协会（SEMI）的会员一起构建的连接性标准。该标准应用于在设备和工厂管理系统间的通讯标准。
SECS是一个分层协议，由3个级别组成:
1.Message Protocol消息协议，
2.Block Transfer Protocol，块传输协议
3.Physical Link，物理连接

二、SECS-II Message Protocol

Message Protocol（消息协议）用于在主机和设备之间发送SECS-II消息。每个SECS-II消息包含一条发送消息和一条回复消息。这也被称为交易。

1.Stream和Function

SECS-II消息包括Stream和Function。每条消息都有一个Stream值（Sx）和一个Function值（Fy）。在Stream1、Function1的情况下，写为“S1F1”。Stream决定了消息的类别，而Function是该类别中的特定消息。Function值在发送消息中始终为奇数，应答中的Function值为大于发送消息的偶数。

有一些保留的和留给用户自定义的Stream和Function

所有的Function 0都有特定含义，作为终止消息的回复

2.Message Layout

Message Layout定义了SECS-II Message的所有数据项。
SECS接口的提供者通常会提供一份接口手册。本手册详细介绍了SECS消息及其布局。它还可以包括定义消息项的数据项字典。
SECS-II消息可以使用几种约定进行注释。下面显示了两种最常见的约定：

Data Items（数据项）

数据项由格式代码决定。下表列出了所有可能的数据项及其格式代码。格式代码由6位定义。注意：List数据项是用来包含更多的数据项，list可以包含list。

Layout Encoding（布局编码）

在发送SECS-II消息之前，必须对布局进行编码。消息布局中的每个数据项都经过编码，成为数据结构的一部分。重复此操作，直到对布局中的所有数据项完成编码。数据结构通过SECS-I协议发送。

数据项编码如下：

编码数据项的第一个字节包含数据项格式代码、数据项字节数。格式代码第2位到第7位，字节数第0位到第1位。因此，长度字节数在0到3个字节之间。

接下来的0个、1个、2个、3个字节数据表示数据长度。比如，数据为1000个字节，就需要两个字节来表示（03E8）。下面的表格表示了不同的字节数能够表示的字节数长度：

接下来的n个数据包含数据项的数据

下面显示了如何对ASCII数据项进行编码。根据它包含的数据字节数，它可能需要0、1、2或3个长度字节来表示数据字节的总数。
Format code 0100 00------ASCII

消息布局编码

下面显示了如何对SECS-II消息布局进行编码。注意，在本例中，仅对消息布局进行编码，不对Stream和Function进行编码。所有数据均为hex格式：

Multi-Block Messages（多块消息）

由于SECS-I协议中的数据大小限制，编码的SECS-II消息（数据结构）一个SECS-I消息可能传送不完。因此，编码的SECS-II消息被分成更小的块，并一次发送一个块。这被称为多块消息传递。
每个SECS-I消息块限制为244个编码的SECS-II消息字节。消息块的最大数量为32767，因此SECS-II编码的最大消息大小为244 x 32767字节。
SECS-II Parameters

Interleaving Messages（交错消息）

这是指一次处理多个消息传送。一次传送会发送一条主要消息，并可选地接收一条回复。传送在等待回复时被“打开”。交错是指能够有多个“打开”的传送。这允许发送多条主要消息，而无需必须等待次要回复。

Common SECS-II Messages（常用的SECS-II消息）

下面列举了常用的SECS-II消息。
第一组消息通常在第一次连接设备初始化时使用
下面的这些消息用于配方选择、远程启动、晶圆选择等

下面这些消息用于数据采集

S5F1用于处理设备报警
当设备检测到之前的消息错误时，会发送S9。

SECS-I Block Transfer Protocol块传输协议

Block Transfer Protocol用于确定通信方向，并为传递消息块提供环境。主消息或回复消息可能需要多块传输（多块消息）

Handshake Sequence（握手序列）

握手顺序是主机和设备之间的字节交换。
握手代码-4个握手代码，用于控制块传输协议中的数据流。

SECS-I Parameters-用于在实现块传输协议时定义一些限制范围：

T1-块数据在接收到第一个字符后字符间接收超时时间
T2-发送ENQ和接收到EOT的超时时间
下图显示了bock传输协议期间的握手代码。它还显示了T1和T2超时以及可能的NAK：

RTY-这定义了启动块传输的次数（使用ENQ开始发送）。在收到NAK（或其他协议错误）后，将调整RTY值，并再次尝试块传输。
Master/Slave-用于解决争用。争用是指主机和设备同时尝试沟通。

Block Data（块数据）

Block Data是单个块或多块消息的数据部分。它包含一个长度字节、N个数据字节和一个两字节校验和。

Length Byte-是块数据中发送的第一个字节。它是N个数据字节（10字节头+数据结构）中的字节数。此计数中不包括两字节校验和，其值范围为10到254字节。
N Data Bytes-是消息块的数据部分。它包含一个10字节的报头和Message Data（消息数据）。大小从10字节到254字节不等。N个数据字节的最小大小为10（仅包含10字节的头），最大大小为254。
Message Data-是消息的数据部分。它包含编码的SECS-II的全部或部分（如果是多块消息）。
10字节报头
每条消息都包含一个报头。报头用于描述块数据中包含的数据。它包含Device ID、Message ID、Block Number和System Bytes。其他重要指标也包括在内。
Device ID-报头的字节1和2是Device ID。字节1是device ID高8位，字节2 是device ID低8位。字节1最高位是反向位（R位）。R位决定消息的方向。

Message ID-报头的字节3和4是Message ID。字节1是Message ID的高8位，字节2是Message ID的低8位。字节1最高位是消息ID等待位（W位）。W位用于指示主消息的发送方正在等待回复。

Block Number-报头的字节5和6是Block Number。字节1是Block Number高8位，字节2是Block Number低8位。字节1最高位是结束位（E位）。E位表示这是消息的最后一个块。

System Bytes-报头的最后四个字节是System Bytes。左边的两个字节是source ID，右边的两个字节是transaction ID。sourceID标识消息的发送者，并用于消息路由。transactionID标识消息，对于发送的每条消息都是唯一的。在其关联的回复中显示主消息具有相同的System
Bytes。

Example of S1F1 / S1F2

下面显示了在发送主要消息和接收次要回复时传输的字节。这不是多块消息。主机发送S1F1，设备发送S1F2应答。

Typical SECS Protocol Parameters
下面是一组SECS-I/SECS-II协议参数的摘要，以及一些典型值。