SECS/GEM消息交换设备和方法与流程

本发明涉及半导体制造过程中的自动化控制技术领域，尤其涉及半导体设备与主机之间的通信，具体地说是一种SECS（SemiconductorEquipmentCommunicationStandard，半导体设备通讯标准）/GEM（GenericEquipmentModel，通用设备模型）消息交换设备和方法。

背景技术：
SECS/GEM，HSMS（HighspeedSECSMessageSystem，高速SECS消息系统）是由SEMI（SemiconductorEquipmentandMaterialsInstitute，半导体设备与材料协会）制定的半导体行业通信标准协议，目前绝大多数的半导体设备均遵照该协议，运行在主机（Host）上的EAP（EquipmentAutomationProgram，设备自动化程序）系统通过该协议与设备进行通信，实现修改设备参数、下达指令等，从而控制设备运行，也可以收集量测数据、设备报警等。但通常CIM（ComputerIntegratedManufacturing，计算机集成制造）上层系统（如：FDC、APC、SPC、RMS，MES等）需要从设备上收集大量的实时数据，但是由于SECS，HSMS都是点对点的通信协议，所以目前的方案基本上都是通过EAP系统与半导体设备连接来收集数据，并报送给上层系统，该方案存在以下缺陷：1、EAP系统压力很大，可能导致系统运行缓慢，从而影响生产；2、上层系统收到的数据延迟，对生产而言有一定的风险；3、所有上层系统都依赖于EAP系统，当EAP系统出现故障时所有上层系统都无法工作；4、由于所有上层系统都依赖于EAP系统，这种系统之间的高度耦合给系统维护带来不便；5、对于一些早期的FAB（晶圆厂），可能已经无法找到EAP的源代码，EAP如同一个暗箱，无法修改，但是由于是点对点的通信，设备只能与一个外围系统通信，如果要增加新的上层系统（如FDC等），几乎无法实现。中国专利（CN101552794A）公开了一种基于SEMI标准的SECS通信方法。包括HSMS通信模块实现设备到主机的连接，并通过网络进行数据传输步骤；及通过SECS协议模块进行SECSII编解码，实施数据收集、设备控制和异常处理步骤。采用该发明可实现半导体工厂的自动化管理，能够满足半导体器件制造过程中的高真空、高洁度、高无尘等特性要求，可使不同的设备控制系统标准化、提高生产效率、降低生产成本。中国专利（CN102467467A）公开了一种半导体设备通信标准的讯息交换装置与讯息交换方法，讯息交换装置包括SECS-II讯息通信部、转译部以及信息存储装置存取部，其中还包括用以定义SECS-II讯息的讯息内容与格式的至少一组数据结构文件与一讯息格式文件。转译部根据该数据结构文件与讯息格式文件将SECS-II讯息转译为各种信息存储装置的信息存储格式的数据，以及将信息存储装置的各种信息存储格式的数据转译为SECS-II讯息，以令机台自动化程序与信息存储装置之间可以通过讯息交换装置进行讯息交换。应用讯息交换方法在此种讯息交换装置，不仅可省却程序开发的成本，同时更具有较高的系统稳定性与产业效益。上述两个专利均未解决通过EAP系统进行半导体设备与上层系统之间通信带来的缺陷。

技术实现要素：
针对上述存在的问题，本发明公开一种SECS/GEM消息交换设备和方法，以克服现有技术中通过EAP系统进行半导体设备与上层系统之间通信带来的缺陷问题。为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种SECS/GEM消息交换设备，应用于半导体设备与主机之间的通信中，其中，包括：配置文件管理器，用于设定所述半导体设备与所述主机之间进行消息交换的配置文件；设备端SECS/GEM驱动器，用于在所述半导体设备发送设备消息时，对所述设备消息进行编码、发送；或者用于对转发后的已编码主机消息进行解码，并将已解码主机消息发送到所述半导体设备；设备消息缓存器，用于在发送已编码设备消息时，将已编码设备消息进行缓存排序；主机端SECS/GEM驱动器，用于在所述主机发送主机消息时，对所述主机消息进行编码、发送；或者用于对转发后的已编码设备消息进行解码，并将已解码设备消息发送到所述主机；主机消息缓存器，用于对转发后的已编码设备消息进行缓存排序；转发器，用于根据所述配置文件对发送后的已编码设备消息进行转发；或者用于根据所述配置文件对发送后的已编码主机消息进行转发。上述的SECS/GEM消息交换设备，其中，还包括一个设置在近所述设备端SECS/GEM驱动器处的设备端口和N个设置在近所述主机端SECS/GEM驱动器处的主机端口，所述设备端口和所述主机端口均用于接收和发送所述半导体设备和所述主机之间的消息交换数据；其中，所述设备端口连接一台半导体设备，每个所述主机端口连接一台主机，N个所述主机端口连接N台主机，使得一台半导体设备能够同时与N台主机进行消息交换，N为大于等于1的自然数。上述的SECS/GEM消息交换设备，其中，还包括日志管理器，所述配置文件包括用于向所述日志管理器提供日志记录规则的日志规则配置文件，所述日志管理器用于根据所述日志规则配置文件中的日志记录规则记录所述半导体设备与所述主机之间的所有消息交换日志。上述的SECS/GEM消息交换设备，其中，还包括过滤器，所述配置文件包括用于向所述过滤器提供过滤验证规则的过滤规则配置文件，所述过滤器用于根据所述过滤规则配置文件中的过滤验证规则在转发已编码设备消息时进行过滤验证，并按照缓存排序发送通过过滤验证的重要消息。上述的SECS/GEM消息交换设备，其中，所述过滤器还设有用于控制所述过滤器开启和关闭的过滤器开关，在所述过滤器开关打开时，所述过滤器启动。上述的SECS/GEM消息交换设备，其中，还包括消息监控器，用于实时监控所述半导体设备与所述主机之间的消息交换数据。上述的SECS/GEM消息交换设备，其中，所述消息监控器还设有用于控制所述消息监控器开启和关闭的监控开关，在所述监控开关打开时，所述消息监控器启动。上述的SECS/GEM消息交换设备，其中，所述配置文件包括用于向所述转发器提供转发规则的转发规则配置文件；所述转发器根据所述转发规则配置文件中的转发规则转发接收到的已编码设备消息，或者根据所述转发规则配置文件中的转发规则转发接收到的已编码主机消息。一种SECS/GEM消息交换方法，应用于半导体设备与主机之间的通信中，其中，包括如下步骤：S1，设定所述半导体设备与所述主机之间进行消息交换的配置文件；S2，在所述半导体设备发送设备消息时，对所述设备消息进行编码，将已编码设备消息进行缓存排序并按照顺序发送；或者在所述主机发送主机消息时，对所述主机消息进行编码、发送；S3，根据所述配置文件对发送后的已编码设备消息进行转发；或者根据所述配置文件对发送后的已编码主机消息进行转发；S4，对转发后的已编码设备消息进行缓存排序后解码，并将已解码设备消息发送到所述主机；或者对转发后的已编码主机消息进行解码，并将已解码主机消息发送到所述半导体设备。上述的SECS/GEM消息交换方法，其中，在所述步骤S2和S4中，通过一个设备端口和N个主机端口接收和发送所述半导体设备和所述主机之间的消息交换数据；其中，所述设备端口连接一台半导体设备，每个所述主机端口连接一台主机，N个所述主机端口连接N台主机，使得一台半导体设备能够同时与N台主机进行消息交换，N为大于等于1的自然数。上述的SECS/GEM消息交换方法，其中，在所述步骤S1中，所述配置文件包括用于提供日志记录规则的日志规则配置文件；在所述步骤S2-S4中，根据所述日志规则配置文件中的日志记录规则记录所述半导体设备与所述主机之间的所有消息交换日志。上述的SECS/GEM消息交换方法，其中，在所述步骤S1中，所述配置文件包括用于提供过滤验证规则的过滤规则配置文件；在所述步骤S3-S4中，根据所述过滤规则配置文件中的过滤验证规则在转发已编码设备消息时进行过滤验证，并按照缓存排序发送通过过滤验证的重要消息。上述的SECS/GEM消息交换方法，其中，在所述步骤S2-S4中，实时监控所述半导体设备与所述主机之间的消息交换数据。上述的SECS/GEM消息交换方法，其中，在所述步骤S1中，所述配置文件包括用于提供转发规则的转发规则配置文件；在所述步骤S3中，根据所述转发规则配置文件中的转发规则转发接收到的已编码设备消息，或者根据所述转发规则配置文件中的转发规则转发接收到的已编码主机消息。本发明具有如下优点或者有益效果：1、可以实现一台半导体设备连接多个主机，使一台半导体设备可以同时与多个主机同时通信，增加了消息交换的速度，提高了生产效率。2、在有多个上层系统的情况下可以有效解耦，使得各上层系统耦合度最低，便于系统维护。3、降低了EAP系统的压力，同时也缩短了上层系统在数据接收时的延迟。4、通过过滤器的过滤功能，可根据需要过滤不需要的消息，只发送重要消息。5、采用消息监控器，可实时监控半导体设备和主机之间的消息交换数据。6、可即插即用，对于遗留系统基本无需改动。具体附图说明通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明及其特征、外形和优点将会变得更加明显。在全部附图中相同的标记指示相同的部分。并未可以按照比例绘制附图，重点在于示出本发明的主旨。图1是本发明第一实施方式的结构示意图；图2是本发明第二实施方式的结构示意图。具体实施方式下面结合附图和具体的实施例对本发明作进一步的说明，但是不作为本发明的限定。本发明的第一实施方式涉及一种SECS/GEM消息交换设备，应用于半导体设备与主机之间的通信中，如图1所示，包括：配置文件管理器，依次连接的设备端SECS/GEM驱动器、设备消息缓存器、转发器、主机消息缓存器和主机端SECS/GEM驱动器，配置文件管理器还与转发器连接。具体而言，配置文件管理器，用于设定所述半导体设备与所述主机之间进行消息交换的配置文件，还可以查看、修改、更新配置文件，本实施方式的SECS/GEM消息交换设备启动时自动加载配置文件，配置文件更新后无需重启便可自动重新加载配置文件。设备端SECS/GEM驱动器，用于在所述半导体设备发送设备消息时，对所述设备消息进行编码、发送；或者用于对转发后的已编码主机消息进行解码，并将已解码主机消息发送到所述半导体设备；该设备端SECS/GEM驱动器采用第三方标准的SECS/GEM驱动协议。设备消息缓存器，用于在发送已编码设备消息时，将已编码设备消息按照时间顺序进行缓存排序，当已编码设备消息的量非常大且无法及时发送的时候将被暂存在设备消息缓存器中。主机端SECS/GEM驱动器，用于在所述主机发送主机消息时，对所述主机消息进行编码、发送；或者用于对转发后的已编码设备消息进行解码，并将已解码设备消息发送到所述主机；该主机端SECS/GEM驱动器采用第三方标准的SECS/GEM驱动协议。主机消息缓存器，用于对转发后的已编码设备消息按照时间顺序进行缓存排序将转发的已编码设备消息排序，当转发的已编码设备消息的量非常大且无法及时发送的时候将被暂存在设备消息缓存器中。转发器，用于根据所述配置文件对发送后的已编码设备消息进行转发；或者用于根据所述配置文件对发送后的已编码主机消息进行转发。采用本实施方式的SECS/GEM消息交换设备，无需使用EAP系统交换半导体设备和主机之间的通信，有效降低了EAP系统的压力，同时也缩短了主机（即上层系统）在数据接收时的延迟，更是避免了当EAP系统出现故障时所有上层系统都无法工作的情况发生。值得一提的是，本实施方式中所涉及到的各器件均为逻辑器件，在实际应用中，一个逻辑单元可以是一个物理单元，也可以是一个物理单元的一部分，还可以以多个物理单元的组合实现。此外，为了突出本发明的创新部分，本实施方式中并没有将与解决本发明所提出的技术问题关系不太密切的单元引入，但这并不表明本实施方式中不存在其它的单元。本发明的第二实施方式涉及一种SECS/GEM消息交换设备。本实施方式在第一实施方式的基础上进行了改进，参见图2，具体为：还包括一个设置在近所述设备端SECS/GEM驱动器处的设备端口和N个设置在近所述主机端SECS/GEM驱动器处的主机端口，所述设备端口和所述主机端口均用于接收和发送所述半导体设备和所述主机之间的消息交换数据；其中，所述设备端口采用数据线连接一台半导体设备，每个所述主机端口采用数据线连接一台主机，N个所述主机端口连接N台主机，可即插即用，对于遗留系统基本无需改动，使得一台半导体设备能够同时与N台主机进行消息交换，N为大于等于1的自然数。相应的，主机消息缓存器也设有N个，每个主机消息缓存器均对应一台主机，转发器转发的已编码设备消息根据某几个主机的需要，发送至这几个主机对应的主机消息缓存器中排序，再经解码后通过相应主机端口发送到主机。另外，所述半导体设备和所述主机之间的消息交换数据包括主要由错误数据、警告数据、调试数据和消息数据等组成的由半导体设备发送的设备消息和由主机发送的主机消息。此外，本实施方式的SECS/GEM消息交换设备还包括用于记录所述半导体设备与所述主机之间的所有消息交换日志的日志管理器，用于在转发已编码设备消息时进行过滤验证，并按照时间顺序排序发送通过过滤验证的重要消息的过滤器，以及用于实时监控所述半导体设备与所述主机之间的消息交换数据的消息监控器。而配置文件管理器设定的配置文件包括用于向所述日志管理器提供日志记录规则的日志规则配置文件，用于向所述过滤器提供过滤验证规则的过滤规则配置文件，以及用于向所述转发器提供转发规则的转发规则配置文件。日志规则配置文件中的日志记录规则包括将日志文件保存的目录，以及记录的日志文件的内容类别等，日志管理器根据日志规则配置文件中的日志记录规则记录所述半导体设备与所述主机之间的所有消息交换日志，即记录从设备端口到主机端口或者从主机端口到设备端口之间的所有消息交换数据，这些消息交换日志可以完整的保存到相应的目录中，当工程师需要查询半导体设备和主机之间的历史消息交互数据时，直接到相应的目录中查找即可。过滤规则配置文件中的过滤验证规则包括验证重要消息通过和屏蔽非重要消息，过滤器根据过滤规则配置文件中的过滤验证规则在转发已编码设备消息时进行过滤验证，并按照时间顺序排序发送通过过滤验证的重要消息。过滤器还设有用于控制所述过滤器开启和关闭的过滤器开关，在所述过滤器开关打开时，所述过滤器启动。如果过滤器不启动，那么转发后的已编码设备消息将直接通过主机消息缓存器发送给主机。消息监控器，用于实时监控所述半导体设备与所述主机之间的消息交换数据，例如消息的出发地（如设备端口）和目的地（如某个或某几个主机端口）。消息监控器还设有用于控制所述消息监控器开启和关闭的监控开关，在所述监控开关打开时，所述消息监控器启动。在不需要监控的时候，可以关闭消息监控器，不影响消息交换。转发规则配置文件中的转发规则包括把已编码设备消息转发到不同的主机消息缓存器，以及把接收到的已编码主机消息直接转发到设备端SECS/GEM驱动器等。所述转发器根据所述转发规则配置文件中的转发规则转发接收到的已编码设备消息，或者根据所述转发规则配置文件中的转发规则转发接收到的已编码主机消息，设备端SECS/GEM驱动器将接收到的转发的已编码主机消息进行解码。转发器将接收到的已编码设备消息转发到不同的主机消息缓存器，并通过不同的主机端口发送给若干个主机，半导体设备发送过来的设备消息经过转发器后，同一消息可以同时发送给多个主机消息缓存器（也就是说可以同时发送给多个主机）。采用本实施方式的SECS/GEM消息交换设备，可以实现一台半导体设备连接多个主机，使一台半导体设备可以同时与多个主机同时通信，增加了消息交换的速度，提高了生产效率。同时，在有多个上层系统（即主机）的情况下可以有效解耦，使得各上层系统耦合度最低，便于系统维护。此外，通过过滤器的过滤功能，可根据需要过滤不需要的消息，只发送重要消息。本发明的第三实施方式涉及一种SECS/GEM消息交换方法，应用于半导体设备与主机之间的通信中，半导体设备与主机之间的通信包括半导体设备将设备消息发送到主机以及主机将主机消息发送到半导体设备这两个消息交换的方法。半导体设备将设备消息发送到主机包括如下步骤：S1，设定所述半导体设备与所述主机之间进行消息交换的配置文件；S2，在所述半导体设备发送设备消息时，对所述设备消息进行编码，将已编码设备消息进行缓存排序并按照顺序发送；S3，根据所述配置文件对发送后的已编码设备消息进行转发；S4，对转发后的已编码设备消息进行缓存排序后解码，并将已解码设备消息发送到所述主机。主机将主机消息发送到半导体设备包括如下步骤：S1，设定所述半导体设备与所述主机之间进行消息交换的配置文件；S2，在所述主机发送主机消息时，对所述主机消息进行编码、发送；S3，根据所述配置文件对发送后的已编码主机消息进行转发；S4，对转发后的已编码主机消息进行解码，并将已解码主机消息发送到所述半导体设备。上面各种方法的步骤划分，只是为了描述清楚，实现时可以合并为一个步骤或者对某些步骤进行拆分，分解为多个步骤，只要包含相同的逻辑关系，都在本专利的保护范围内；对算法中或者流程中添加无关紧要的修改或者引入无关紧要的设计，但不改变其算法和流程的核心设计都在该专利的保护范围内。不难发现，本实施方式为与第一实施方式相对应的方法实施例，本实施方式可与第一实施方式互相配合实施。第一实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在第一实施方式中。本发明的第四实施方式涉及一种SECS/GEM消息交换方法。本实施方式在第三实施方式的基础进行了改进，具体为：在所述步骤S2和S4中，通过一个设备端口和N个主机端口接收和发送所述半导体设备和所述主机之间的消息交换数据；其中，所述设备端口连接一台半导体设备，每个所述主机端口连接一台主机，N个所述主机端口连接N台主机，使得一台半导体设备能够同时与N台主机进行消息交换，N为大于等于1的自然数。在所述步骤S1中，所述配置文件包括用于提供日志记录规则的日志规则配置文件；在所述步骤S2-S4中，根据所述日志规则配置文件中的日志记录规则记录所述半导体设备与所述主机之间的所有消息交换日志。在所述步骤S1中，所述配置文件包括用于提供过滤验证规则的过滤规则配置文件；在所述步骤S3-S4中，根据所述过滤规则配置文件中的过滤验证规则在转发已编码设备消息时进行过滤验证，并按照时间顺序排序发送通过过滤验证的重要消息。在所述步骤S2-S4中，实时监控所述半导体设备与所述主机之间的消息交换数据。在所述步骤S1中，所述配置文件包括用于提供转发规则的转发规则配置文件；在所述步骤S3中，根据所述转发规则配置文件中的转发规则转发接收到的已编码设备消息，或者根据所述转发规则配置文件中的转发规则转发接收到的已编码主机消息。同样，本实施方式可与第二实施方式互相配合实施。第二实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在第二实施方式中。本领域技术人员应该理解，本领域技术人员在结合现有技术以及上述实施例可以实现所述变化例，在此不做赘述。这样的变化例并不影响本发明的实质内容，在此不予赘述。以上对本发明的较佳实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，其中未尽详细描述的设备和结构应该理解为用本领域中的普通方式予以实施；任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例，这并不影响本发明的实质内容。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。