本指南旨在为初学者提供 SECS/GEM 及其在半导体行业中的应用的概述教程和基本介绍。这无意替代或作为标准的完整参考。有关标准的完整参考，请参阅SEMI。
如果您想了解更多关于 SECS/GEM 的信息 以及我们的产品如何帮助您发展，请联系我们的销售代表：sales@insphere.com.sg
什么是 SECS/GEM？
SECS（SEMI Equipment Communication Standards / SEMI设备通信标准）和 GEM (Generic Model for Communications and Control of Manufacturing Equipment / 制造设备通信和控制通用模型）标准由半导体制造商国际组织 SEMI.org 发布和维护，是管理半导体制造标准的组织机构。
它是（最初）半导体/电子行业自动化中使用的主要通信协议，但如今它也已广泛应用于光伏和 SMT 行业。
它提供了设备和主机系统之间的通信接口。
与PLC等其他通信协议不同，它使来自不同供应商的设备能够使用标准和一致的协议与各种类型的主机系统进行通信。
要了解 SECS/GEM 标准，您需要从 SEMI 购买以下 3 种基本标准：
SEMI E30 GEM 标准-这是一个“大脑”，它定义了设备的行为（业务规则）、状态机和一些规则，如应使用哪些 SECS-II 报文、在什么情况下以及所产生的活动。它还定义了状态数据收集、跟踪数据收集、警报管理、假脱机、远程指令等功能。
SEMI E5 SECS-II 定义设备和主机之间交换的报文（API）的解释细节。它还定义了报文输入/输出数据结构、数据项格式、确认码等。
SEMI E37 HSMS 高速 SECS 报文服务。这是一个基于 TCP/IP 协议的传输层，也是基于串行通信的先前 SEMI E4 SECS-I 标准的继承者。这也是 SECS-II 报文被编码成 HSMS 报文格式的层。.
让我们仔细看下图，它很好地说明了从 GEM 流到 SECS-II 并一直到 HSMS 层的命令。
SEMI E30 GEM 标准
GEM 标准定义了一组通用的设备行为和通信能力，提供了支持半导体器件制造商制造自动化计划的功能和灵活性。设备供应商可提供GEM中未包含的额外 SECS-II 功能，只要该额外功能与 GEM 中定义的任何行为或功能不冲突。此类添加可包括 SECS-II 报文、采集事件、警报、远程指令代码、处理状态、可变数据项（数据值、状态值或设备常数）或某类（蚀刻器、步进器等）或设备特定实例特有的其他功能。
Communication (通信)
("通信"状态模型定义了与主机通信链路的存在或不存在相关的设备行为。它还定义了通信中断时如何建立或重新建立与 S1F13/S1F14 的通信
Control (控制)
控制"状态模型定义了主机和设备之间的协作级别。"控制"模型为主机提供了三个基本级别的主机控制，这三个级别决定了主机控制设备的能力：
OFFLINE (最低级别): 设备的操作由操作员在操作员控制台手动执行。除了 S1F13 或 S1F17 之外，设备将使用 SxF0 响应来自主机的任何主要报文。
ONLINE/LOCAL (中级): 在此状态下，主机只允许执行 “只读” 操作，如数据收集。应禁止主机修改影响进程的任何设备常数、导致物理移动或启动处理的远程指令。
ONLINE/REMOTE (H最高级别): 在这种状态下，主机可以通过通信接口最大限度地操作设备（“读写” 操作）。
Processing (处理)
处理状态模型高度依赖于设备处理、技术和风格。然而，预计这些模型会有共同的方面。
Remote Command (远程指令)
主机可以发送指令以指示设备执行自动操作。如：启动、停止、暂停等。这类似于操作员在控制台上执行的手动操作。
Variables (变量)
GEM标准定义了主机可访问的三种类型的变量：
Status Variable: 这是设备中定义的“只读”全局变量。每当进行处理时，设备将更新相应的状态变量以反映最新数据。例如：某些计数器的增量、当前/先前状态等。
Equipment Constant: 这是设备中定义的“读写”全局变量。主机可以设置或修改设备常量变量，这可能会影响设置，进而改变设备的行为方式。
Discrete Variable: 这是一个仅存在于收集事件中的“局部”变量。
Data Collection (数据收集)
SECS/GEM 提供多种方式让Host从设备中收集数据或信息:
可以随时使用 S1F3 指令请求一组状态变量值。
可以使用 S2F13 随时请求一组设备常量值。
主机可以定义包含状态变量、设备常量和数据变量的报告，然后将其附加到收集事件。当设备引发事件时（使用 S6F11 指令），包含这些变量值的报告将一起发送。
主机可以定义定期对状态变量数据进行采样的跟踪。
另一种方法是利用报警通知来收集更多具有收集事件的数据。根据标准，每当发生或清除警报时，必须向主机发送事件（收集事件）。
Alarm Notification (警报通知)
该功能允许设备在每次发生或清除设备上的警报/错误时通知主机。警报是指那些异常的、不希望发生并危及正在处理的人员、设备或物理材料的事件。
以下是 GEM 定义的警报管理的一些特征：
每个警报都有两个相关的状态模型。"警报设置"（发生）和 "警报清除"（清除）
每个"警报设置" 和 "警报清除" 都有一个相关的 "收集事件"。这是为了解决主机对更广泛和灵活的数据报告的潜在需求。
主机可以请求启用 / 禁用哪些警报，设备将仅通知主机启用的警报。
Documentation (文档)
SECS/GEM标准要求每个设备供应商提供 GEM 接口参考手册。它必须包括 GEM 合规声明、完整的 SECS-II 报文文档、状态模型、状态变量列表、设备常量、数据变量、警报、采集事件等，这些都是由设备定义 / 支持的。
还有更多。。。
请参考完整的标准以了解其他功能，如：假脱机、处理程序、终端机服务和限额监控。
SEMI E5 SECS-II Message
如本文的介绍部分所述，该标准提供了主机和设备之间接口的 API。在此标准中，每条报文都以函数表示并以流（ 类别 ）分组。
与 Webservice 一样，每个 SECS-II 报文都由 "标头"（ 通常包含方法/函数名称、事务类型 = 请求 / 回复）和正文（ 指定参数的名称和类型 ）组成。在某些函数中，正文可能是空的。
下面描述 SECS-II 报文结构的惯例
Message Header (报文标头)
Where:
Stream ID = 报文流 / 类别
Function ID = 报文的函数标识符。每个流具有多个函数。奇数函数辨认表示主要报文（请求），而偶数函数辨认（SnFm+1）表示次要/回复报文
Mnemonic = 报文的简短形式
S,M = S=Single, M=Multi-block
H,E = H=Host, E=Equipment
Message Directions = 表示有效的报文方向。某些报文仅对单向有效（例如：H->E 或 H<-E），但某些报文可用于双向（H<->E）。例如：S1F13 建立通信（H<->E）
Reply = 表示报文是否需要回复。
Description (说明)
函数生成的操作的描述。
Structure (结构)
函数的报文体。显示列表和定义项的详细结构。列表用大写字母 L 表示，后跟用逗号分隔的长度。列表中的各个元素在单独的行中编号。
嵌套列表缩进以强调结构。交易开始时的定义部分给出了项目的详细形式。符号 “<” 和 “>” 用于项目标头。在数据项字典中可以找到每个数据项的详细描述以及允许的数据格式列表。
Exception (例外)
结构中具有不同含义的特殊情况。Sn，Fm+1 函数名称（与上述结构相同（次要），但从未回复）
SEMI E37 HSMS
HSMS是建立在TCP/IP协议之上的传输层，它是 SEMI E4（SECS I）的替代品，适用于需要更高速通信或简单点对点拓扑结构不足的应用。
TCP/IP Settings
由于HSMS 协议源自 TCP/IP，主机（客户端/Client）和设备（服务器/Server）都需要以下设置：
ConnectionMode: ACTIVE (主动)/PASSIVE (被动) Mode. "主动" 模式通常在主机侧，而"被动" 模式（监听）在设备侧。然而，没有限制反之亦然。
Local IP Address and PortNumber: 在被动模式下运行的任何实体都需要。确定本地实体将侦听传入连接请求的地址。通常设备在该模式下运行。
Remote IP Address and PortNumber: 在"主动" 模式下运行的任何实体都需要。确定本地实体将尝试连接的远程实体的地址。通常主机在此模式下运行。
HSMS Timeout Settings (HSMS超时设置)
HSMS 的实施必须提供以下参数的安装时间设置：
T3 Reply Timeout: 指定期望回复消息的实体等待该回复的最长时间
T5 Connection Separation Timeout: 指定连续尝试连接到给定远程实体之间必须经过的时间
T6 Control Transaction Timeout: 指定控制事务在被视为通信故障之前可能保持打开的时间。
T7 Not Selected timeout: 指定 TCP/IP 连接在被视为通信失败之前可以保持未选择状态（即，没有 HSMS 活动）的时间
T8 Network Inter-character Timeout: 单个HSMS报文连续字节之间的最长时间
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