本指南旨在为初学者提供有关 SECS/GEM 及其在半导体行业中应用的概述教程和基本介绍。而且 无意 代替或作为标准的完整参考资料。有关标准的完整参考资料，请参阅 SEMI。.
虽然本教程试图以最简单的方式让您对 SECS/GEM 有一个高层次的了解，但为您的企业从零开始开发 SECS/GEM 驱动程序并非易事。事实上，您很容易花费比您需要的更多的钱，但也有您不想错过的节省资金和提高运营效率的机会。您很难在学习所有知识的同时还能完成日常工作。.
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| 用于 OEM 的 SECS/GEM | 用于工厂自动化的 SECS/GEM |
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什么是 SECS/GEM？
1.
SECS (SEMI 设备通信标准) 和 GEM (Generic Model For Communications and Control Of Manufacturing Equipment) 标准由国际半导体制造商组织 SEMI.org 发布和维护，是管理半导体制造标准的组织机构。.
2.
它是（最初）半导体/电子工业自动化领域使用的主要通信协议，但如今也被光伏和 SMT 工业广泛采用。.
3.
它为设备和主机系统之间提供通信接口。.
4.
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一致的协议与各类主机系统进行通信。.
要了解 SECS/GEM 标准，您需要从 SEMI 购买以下 3 种基本标准：
1.
SEMI E30 GEM 标准 - 这个 "大脑 "定义了设备的行为（业务规则）、状态机和一些规则，如在什么情况下应使用哪些 SECS-II 信息，以及由此产生的活动是什么。它还定义了状态数据收集、跟踪数据收集、警报管理、线轴、远程命令等功能。.
2.
半 E5 秒-II - 定义设备与主机之间交换信息（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、确认代码等。.
3.
SEMI E37 HSMS - 高速 SECS 信息服务。这是一个基于 TCP/IP 协议的传输层，是之前基于串行通信的 SEMI E4 SECS-I 标准的继承者。这也是将 SECS-II 信息编码为 HSMS 信息格式的层。.
让我们仔细观察下图，它很好地从高层次说明了从 GEM 流到 SECS-II 再到 HSMS 层的命令。.
SEMI E30 GEM 标准
GEM 标准定义了一套通用的设备行为和通信能力，可为半导体设备制造商的制造自动化程序提供功能和灵活性支持。只要附加功能与 GEM 中定义的任何行为或功能不冲突，设备供应商可提供 GEM 中未包含的 SECS-II 附加功能。此类附加功能可包括 SECS-II 消息、收集事件、警报、远程命令代码、处理状态、可变数据项（数据值、状态值或设备常量），或某类设备（蚀刻机、步进机等）或特定设备所独有的其他功能。.
交流
通信状态模型定义了设备在与主机存在或不存在通信链路时的行为。它还定义了当通信中断时如何与 S1F13/S1F14 建立或重新建立通信。
控制
CONTROL 状态模型定义了主机与设备之间的合作级别。CONTROL 模式为主机提供了三个基本的主机控制级别，它们决定了主机控制设备的能力：
脱机（最低一级）：设备操作由操作员在操作员控制台上手动执行。除 S1F13 或 S1F17 之外，设备将以 SxF0 回应主机发出的任何主信息。.
联机/本地（中间层）：在此状态下，主机只允许执行数据收集等 "只读 "操作。主机不得修改任何影响进程的设备常量、导致物理移动或启动处理的远程命令。.
联机/远程（最高级别）：在此状态下，主机可通过通信接口对设备进行全面操作（"读写 "操作）。.
加工
加工状态模型在很大程度上取决于设备工艺、技术和风格。不过，这些模型预计会有一些共同点。.
远程命令
主机可发送指令，指示设备执行自动操作。例如启动、停止、暂停等。这与操作员在控制台上执行的手动操作类似。.
变量
状态变量：这是设备中定义的 "只读 "全局变量。每当进行处理时，设备都会更新相应的状态变量，以反映最新数据。例如：某个计数器的增量、当前/上一状态等。.
设备常量：这是一个在设备中定义的 "可读写 "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。.
离散变量：这是一个 "本地 "变量，只存在于集合事件中。.
数据收集
SECS/GEM 为主机从设备中收集数据或信息提供了几种途径：
可随时使用 S1F3 命令请求一组状态变量值。.
可随时使用 S2F13 申请一组设备常数值
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中。当设备触发事件时（使用 S6F11 命令），包含这些变量值的报告将一起发送。.
主机可以定义跟踪，定期对状态变量数据进行采样。.
另一种方法是利用警报通知，通过收集事件收集更多数据。按照标准，只要警报发生或解除，就必须向主机发送一个事件（收集事件）。.
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。警报指的是那些异常的、不可取的、危及人员、设备或正在处理的物理材料的事件。.
以下是 GEM 定义的报警管理的一些特征：
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 AlarmSet 和 AlarmClear 都有一个相关的收集事件。这是为了满足主机对更广泛、更灵活的数据报告的潜在需求。.
主机可以要求启用/禁用哪些警报，设备将只通知主机已启用的警报。.
文件
SECS/GEM 标准要求每个设备供应商提供一份 GEM 接口参考手册。其中必须包括 GEM 合规声明、完整的 SECS-II 信息文档、状态模型、设备定义/支持的状态变量、设备常量、数据变量、警报、收集事件等列表。.
还有更多...
其他功能请参见完整的标准：线轴、进程程序、终端服务和限额监控。.
SEMI E5 SECS-II 信息
如文章导言部分所述，该标准为主机和设备之间的接口提供了 API。在本标准中，每条信息都以 Function 表示，并以 Stream（类别）分组。.
与 Webservice 一样，每个 SECS-II 报文包括 页眉 (通常包含方法/函数名称、事务类型=查询/回复）和 身体 (指定了参数的名称和类型）。在某些函数中，Body 可能为空。.
下文介绍了 SECS-II 报文结构的惯例
信息标题
在哪里？
信息流 ID = 信息流/类别
功能 ID = 报文的功能标识符。每个信息流都有多个功能。奇数功能 ID 表示主报文（请求），而偶数功能 ID (SnFm+1) 表示辅助/回复报文
助记符 = 信息的简称
S,M = S=单块，M=多块
H,E = H=主机，E=设备
报文方向 = 表示有效的报文方向。某些信息只适用于单向（例如：H->E 或 H<-E），但某些信息可用于双向（HE）。例如S1F13 建立通信（HE）
Reply = 表示信息是否需要回复。.
说明
对函数生成的操作的描述。.
结构
函数的信息正文。显示列表和定义项的详细结构。列表用大写字母 L 表示，后面用逗号分隔长度。列表中的各个元素分别编号。.
为了强调结构，嵌套的列表以缩进方式排列。项目的详细形式在事务开头的定义部分给出。符号“”用于项目标题。每个数据项的详细说明以及允许的数据格式列表可在数据项字典中找到。
例外情况
结构中具有不同含义的特殊情况。.
Sn,Fm+1 功能名称（结构与上述（二级）相同，但从不带回复）
SEMI E37 HSMS
HSMS 是建立在 TCP/IP 协议之上的传输层，是 SEMI E4（SECS I）的替代品，适用于需要更高速通信或简单的点对点拓扑结构无法满足要求的应用。.
TCP/IP 设置
由于 HSMS 协议源自 TCP/IP，因此主机（客户端）和设备（服务器）都需要进行以下设置：
连接模式：ACTIVE/PASSIVE 模式。ACTIVE 模式通常在主机端，而 PASSIVEMode（监听）在设备端。但反之亦然。.
本地 IP 地址和端口号：任何以 "被动 "模式运行的实体都必须使用。确定本地实体监听传入连接请求的地址。设备通常在此模式下运行。.
远程 IP 地址和端口号：任何在 ACTIVE（活动）模式下运行的实体都需要。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 超时设置
HSMS 的实施必须允许在安装时设置以下参数：
T3 回复超时：指定等待回复信息的实体等待回复的最长时间
T5 连接分离超时：指定连续尝试连接特定远程实体之间必须经过的时间量
T6 控制事务超时：指定控制事务在被视为通信故障前可保持打开的时间。.
T7 未选择超时：指定 TCP/IP 连接保持未选择状态（即无 HSMS 活动）后被视为通信失败的时间
T8 网络字符间超时：单个 HSMS 报文连续字节之间的最大间隔时间