CN101957880A - 内部行为耦合关系管理方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种内部行为耦合关系管理方法及系统。其中，所述方法包括以下步骤：从器件库中选择仿真设备；判读是否曾配置过所述仿真设备；载入曾配置过的所述仿真设备的配置信息；对未曾配置过的所述仿真设备进行耦合条件配置以得到所述配置信息；对所述未曾配置过的仿真设备进行配置以得到触发耦合关系命令；保存所述配置信息和所述触发耦合关系命令；根据所述配置信息判断是否触发所述耦合关系命令；和对触发所述耦合关系命令的设备执行相应的操作。通过本发明能够灵活配置、删除、修改、保存仿真设备的内部行为耦合关系，并且在设备仿真运行时完全模拟真实设备的内部行为耦合关系的功能。
Description
技术领域
本发明涉及计算机应用技术领域和集成电路装备领域，特别涉及一种基于设备控制软件的面向半导体制造装备功能仿真的内部行为耦合关系管理方法及系统。
背景技术
随着集成电路芯片集成度的不断提升和芯片功能的不断提高，人们对工艺的要求越来越高，这对半导体制造装备是一个巨大的挑战。在半导体制造装备的研究、开发和测试工作中，包括硬件和软件的研发。而所开发软件中绝大部分是设备控制软件，这些软件在进行测试时，需要首先在仿真环境下进行验证，而单纯为某一个项目开发软件测试平台不仅耗时过大而且可重用性很差，为了提高软件测试的效率和准确定位系统所存在问题，迫切需要一个通用的软件测试平台系统。它需要提供各项目使用的所有硬件的仿真程序，使开发出来的软件能在此基础之上运行，从而进行测试。
在半导体制造装备的研究、开发和测试工作中，仿真扮演了重要的角色。一方面，由于生产过程控制本身的复杂性，对理论研究不断提出新的要求，而理论研究需要借助于仿真工具；另一方面，面对各种系统控制软件包，需要现成的仿真平台，全面反映算法在实际生产运行中的效果，得到有指导意义的算法改进策略、参数在线调整方法等。仿真平台的使用，能够准确测试设备控制系统软件，可以减少控制系统软件执行与集成电路制造工艺过程的失败，能解决集成电路工艺设备的工艺稳定性，工艺可靠性，减少设备维修时间，最大程度的提高设备的利用率。
作为半导体制造装备非常重要的内部行为耦合关系，在搭建仿真平台的时候涉及到很多内容，包括设备的参数、命令、行为等等，设备内耦合关系简单来说就是在一个设备里，当某一个或者多个设备参数大于或者小于某个临界值的时候，该设备会执行什么动作或者使设备属性发生改变。为了实现逻辑清晰的内部耦合关系，需要有准确清晰的管理方法和可配置以及可扩展性能的子系统来支持。
发明内容
本发明专利的主要目在于为了解决半导体制造装备控制软件测试的效率和准确定位系统所存在问题，而提出的一种基于设备控制软件的面向半导体制造装备功能仿真的内部行为耦合关系管理方法以及其子系统，主要运用于半导体制造装备功能仿真平台。
为达到上述目的，本发明一方提出了一种内部行为耦合关系管理方法，包括以下步骤：从器件库中选择仿真设备；判读是否曾配置过所述仿真设备；载入曾配置过的所述仿真设备的配置信息；对未曾配置过的所述仿真设备进行耦合条件配置以得到所述配置信息；对所述未曾配置过的仿真设备进行配置以得到触发耦合关系命令；保存所述配置信息和所述触发耦合关系命令；根据所述配置信息判断是否触发所述耦合关系命令；和对触发所述耦合关系命令的设备执行相应的操作。
在本发明的一个实施例中，对未曾配置过的所述仿真设备进行耦合条件配置还包括：配置单个耦合条件或多个耦合条件。
在本发明的一个实施例中，所述根据配置信息判断是否触发所述耦合关系命令，进一步包括：根据所述配置信息的值判断所述设备的参数是否满足所述耦合条件；对满足所述耦合条件的设备以触发所述耦合关系命令；和将所述耦合关系命令传递给执行动作模块，以执行相应的设备行为动作。
在本发明的一个实施例中，所述互斥段为lock标记，所述lock把某一代码定义为互斥段，其中，所述互斥段在一个时刻内只允许一个线程进入执行。
在本发明的一个实施例中，所述将所有设备类实例为设备对象分别托付给相应的子系统对象，还包括：解析所述通讯对象的各种信息；和分析所述设备对象的一些属性行为，以及根据所述各种信息执行的相关动作。
在本发明的一个实施例中，采用多线程执行方法执行所有的所述耦合关系和所述耦合关系之后的执行动作。
在本发明的一个实施例中，所述耦合关系命令以一种消息传递的方式传递给所述执行动作模块。
在本发明的一个实施例中，利用单个文本组成规范的字符串脚本实现所述配置耦合关系条件，且以xml文件的格式保存所述配置信息。
在本发明的一个实施例中，采用序列化表格的形式对所述配置信息进行归类和查找。
在本发明的一个实施例中，采用正则表达式的模式匹配方法对所述耦合关系进行条件判断。
在本发明的一个实施例中，所述正则表达式程序表示如下：
string pattern＝@\sand\s|\sor\s|\sxor\s″；
foreach(Match m in Regex.Matches(actionscript，pattern))。
本发明的另一方面提出了一种内部行为耦合关系管理系统，包括：配置子系统，所述配置子系统用于从器件库中选择仿真设备；判读是否曾配置过所述仿真设备；载入曾配置过的所述仿真设备的配置信息；对未曾配置过的所述仿真设备进行耦合条件配置以得到所述配置信息；对所述未曾配置过的仿真设备进行配置以得到触发耦合关系命令；保存所述配置信息和所述触发耦合关系命令；根据所述配置信息判断是否触发所述耦合关系命令；和执行子系统，所述执行子系统用于对触发所述耦合关系命令的设备执行相应的操作。
本发明的主要目的是为了解决半导体制造装备控制软件测试的效率和准确定位系统所存在问题，提出一种基于设备控制软件的面向半导体制造装备功能仿真的内部行为耦合关系管理方法及系统，主要运用于半导体制造装备功能仿真平台。该系统主要完成灵活配置、删除、修改、保存仿真设备的内部行为耦合关系，并且在设备仿真运行时完全模拟真实设备的内部行为耦合关系的功能，具有准确性、实时性的特点，同时也具有可扩展的功能，可以与其他相关的子系统以及一个完整的半导体制造装备功能仿真平台配合使用。此子系统还具备灵活配置的功能，因为不同的项目所需要的硬件不同，即使相同的硬件其使用方法也不同，所以此子系统能够灵活配置来满足项目的需要。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为本发明实施例的配置流程图；
图2为本发明实施例的用户配置功能界面图；
图3为本发明实施例的运行逻辑流程图；
图4为本发明实施例的显示用户配置信息；
图5为本发明实施例的判断耦合条件方法流程图；和
图6为本发明实施例的内部行为耦合关系管理系统流程图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
本发明所涉及的内部行为耦合关系管理方法及系统，需要考虑通用性和可配置以及可扩展的问题，包括了设备的参数、命令、行为等等属性。
为了能够对本发明有更加深刻的认识，首先简要说明耦合的概念：耦合是指两个实体相互依赖于对方的一个量度。分为以下几种：
非直接耦合：两个模块之间没有直接关系，它们之间的联系完全是通过主模块的控制和调用来实现的。
数据耦合：一个模块访问另一个模块时，彼此之间是通过简单数据参数(不是控制参数、公共数据结构或外部变量)来交换输入、输出信息的。
标记耦合：一组模块通过参数表传递记录信息，就是标记耦合。这个记录是某一数据结构的子结构，而不是简单变量。
控制耦合：如果一个模块通过传送开关、标志、名字等控制信息，明显地控制选择另一模块的功能，就是控制耦合。
外部耦合：一组模块都访问同一全局简单变量而不是同一全局数据结构，而且不是通过参数表传递该全局变量的信息，则称之为外部耦合。
公共耦合：若一组模块都访问同一个公共数据环境，则它们之间的耦合就称为公共耦合。公共的数据环境可以是全局数据结构、共享的通信区、内存的公共覆盖区等。
内容耦合：如果发生下列情形，两个模块之间就发生了内容耦合。
(1)一个模块直接访问另一个模块的内部数据；
(2)一个模块不通过正常入口转到另一模块内部；
(3)两个模块有一部分程序代码重迭(只可能出现在汇编语言中)；
(4)一个模块有多个入口。
该面向半导体制造装备功能仿真的内部行为耦合关系管理方法及系统主要是实现在一个仿真设备内部各个设备参数、属性与行为之间的耦合关系。前提是基于一个完整的设备的原型库，我们可以直接调用这些原型库里设备的所有属性来直接使用，在每次使用该子系统的时候都需要载入相应的设备原型库，方便用户的操作。简单来说就是在一个仿真设备里，当某一个或者多个设备参数大于或者小于某个临界值的时候，或者该设备的状态处于某个阶段的时候，该设备会执行什么动作或者使设备属性发生改变。因此我们采用了内容耦合的一个模块的多个入口方式来实现。对于设备的仿真，设备内部的耦合关系如何配置以及在运行中得以体现是个比较困难的问题。
该面向半导体制造装备功能仿真的内部行为耦合关系管理方法及其子系统是只针对仿真设备的内部耦合关系所使用的，主要运用于半导体制造装备功能仿真平台上，有时会需要与其他相关的子系统以及一个完整的半导体制造装备功能仿真平台配合使用，考虑到将来的开发和发展，需要做到通用性和可扩展的要求，方便用户的操作和使用。
在本发明的内部关系耦合关系管理方法及系统中，首先介绍一下有关该管理方法及其子系统的总体实现情况。而后在总体实现的基础之上，分别具体介绍一下已经实现的各个部分的具体情况和必要的程序说明。
总体上，在面向半导体制造装备功能仿真的内部行为耦合关系管理方法及其子系统的实现过程中，共分为配置和运行两个部分。配置部分能够以界面的方式给用户提供可视化的操作，运行部分是在配置的基础上对配置的内容加以逻辑上的实现，用户可以根据自己的配置内容，对反馈回来的仿真设备后续行为进行判断耦合关系是否正确，所有的耦合行为的产生都是实时发生，并行处理的，以做到与实际设备的尽量吻合。如图1所示，为本发明实施例的配置部分的流程图。从图1中能够明显看出根据用户的需求来配置仿真设备内部行为的耦合关系。用户配置界面如图2所示，为本发明实施例的用户配置功能界面图。
在用户配置的过程中，首先需要选择从器件库中读取的设备，根据图2可知，在本发明的一个实施例中，选择了MFC，如果之前配置过了MFC的内部行为耦合关系，则会在右边的表格中显示出以前的配置信息，如果是从新配置则需要先添加判断条件，在Property对应的下拉菜单中选取之前配置的设备属性，在Relationship对应的下拉菜单中选取与后面值的关系(包括大于、小于、等于、大于等于、小于等于5种类型)，然后再Value对应的文本框中填入与属性相关的值。例如当压力大于0.5时，则在Property中选取压力，Relationship中选取大于，Value中填入0.5。然后点击Add按钮，将条件判断加入右边列表中。因为判断条件可以同时存在，因此有AND、OR、XOR三种选择。例如当压力大于0.5或温度小于30的时候，在第一个条件设置并Add之后点击OR，并且在此时设置第二个条件，点击Add则完成添加一个完整的条件。
如图2所示，在本发明的一个实施例中，在添加完一个判断条件之后，需要设置判断之后的执行命令，在SendSelfCommand对应的文本框中添加触发耦合关系命令，然后点击Add按钮添加进入右边列表，与上方定义的判断条件所对应。在右边的列表中，可以对添加的选项进行编辑和删除，配置完成之后点击OK即可。如果之后需要进行编辑和删除，可以重复上述动作。
在配置完成的基础上，用户在运行时就能很清晰明了的知道自己配置的内部行为耦合关系，运行逻辑流程图如图3所示，为本发明实施例的运行逻辑流程图。，首先在子系统中，会对配置过的设备参数进行监视，同时对该值进行判断是否满足耦合条件。当该设备参数或者属性的值达到配置的临界点时，就满足了耦合条件，同时触发了耦合关系命令，将耦合关系命令以一种消息传递的方式传递给执行动作模块，以执行相应的设备行为动作来满足用户的配置要求。由于在实际设备运行过程中，所有的耦合关系以及耦合之后的执行动作都是实时并行发生的，我们在设计该部分的时候也考虑了这些问题，尽量运用多线程技术做到了所有的这些操作都是实时并行发生的，最自然的接近实际设备的情况。
具体地，对于整个面向半导体制造装备功能仿真的内部行为耦合关系管理方法及其子系统，在配置耦合关系条件的时候我们用单个文本组成规范的字符串脚本来实现，同时将配置的信息以xml文件的格式保存在一起，方便用户的查找和读取。在运行判断耦合条件时采用了正则表达式模式匹配的方法来满足要求，满足耦合条件之后运用了一种消息传递模式来实现耦合关系的触发行为。
1，配置内部行为耦合关系
由于每个设备都有不同的设备参数和属性，每个设备参数和属性又有不同的临界值，同时每个设备的耦合条件也是非常复杂的，会交叉包含了很多设备参数与属性，因此，对于这样的问题，采用了以单一的文本字符来组合在一起，形成规范的字符串脚本，即方便了用户的操作和查看，也能够很好的解析出这些耦合逻辑。
根据对系统中可能存在的参数进行的需求分析，我们把设备参数归入如下几类：
INTEGER：32bit有符号整数
DOUBLE：双精度浮点数
STRING：字符串
BOOLEAN：布尔型
ENUM：枚举型
在配置这些参数值的时候，我们都是将其作为字符串的形式来保存和解析的。
从前面图2的介绍中可以看到，以具体举例的方式进行说明：例如当pressure大于100时，我们将pressure作为一个单一的字符串，大于“＞”作为一个字符串，“100”这样的参数值作为一个字符串，最后将这些字符串组合在一起变成“pressure＞100”这样的脚本。这是单个耦合条件的配置，又例如：当pressure小于200，同时flow大于100时，在配置完成单个耦合条件时，使用提供的三种逻辑“AND，OR，XOR”中的“AND”，再对下一个耦合条件进行配置，最后将这些字符串组合在一起变成“pressure<200and flow＞100”这样的脚本。
当耦合条件配置完成后，我们可以添加配合该耦合条件的一个出发耦合条件命令，由该命令去触发仿真设备的执行行为，总的来说，触发耦合条件命令也是一个字符串。
为了方便大量配置信息的归类和查找，采用了序列化表格的形式来管理。当用户配置完成之后觉得有需要修改的地方，可以编辑和删除这些配置信息，可以重复的对这些配置进行操作。如图4所示，为本发明实施例的显示用户配置信息。如果选择一个配置信息编辑，则把之前配置过的信息载入在如图2的界面之中，由修改之后再保存；如果选择一个配置信息的删除，则只需要把之前配置过的信息从如图4的所示中删除即可。
2，保存的数据方法与格式
面向半导体制造装备功能仿真的内部行为耦合关系管理方法及其子系统需要在本地保存用户设定的配置信息，简明的、易维护的配置文件格式有助于简化开发。
数据格式定义：
系统采用XML文档来管理和保存配置数据，一个示例Recipe文件如下：
XML文档中各个元素的含义和约束如下：
<coupconditionList>
含义：代表整个耦合关系文档，是XML树结构的根节点，因为一个设备有很多的耦合关系，我们以链表的形式来存储这些耦合关系。
<CouplingCondition>
含义：代表每一个配置的耦合关系，包含脚本与触发命令信息。
<script>
含义：配置的脚本信息。
约束：只能解析下列paramlist中的参数名称以及“and，or，xor”。
<couplingcommand>
含义：触发耦合关系的命令。
<paramlist>
含义：代表一个配置信息里的设备参数名称，由于可能涉及多个参数名称，因此以链表的形式来保存。
<string>
含义：代表一个配置信息里的具体设备参数名称，均是字符串类型保存的。
在实际的半导体制造装备中，一套半导体制造装备会有若干设备，对于功能仿真来说，不同的设备和不同的耦合关系交叉在一起就会非常复杂。为了避免这样的复杂，以单个设备为个体，分别保存各自的耦合关系，用设备名称作为保存的文件名称，即方便了用户的查看，也简化了运行时的调用逻辑。
3，判断耦合条件方法
仿真设备内部耦合关系的条件判断实现起来比较困难，为了能够准确的解析出正确的条件，在具体实现时使用了正则表达式的模式匹配方法。
在计算机科学中，正则表达式是指一个用来描述或者匹配一系列符合某个句法规则的字符串的单个字符串。在很多文本编辑器或其他工具里，正则表达式通常被用来检索和/或替换那些符合某个模式的文本内容。一个正则表达式，就是用某种模式去匹配一类字符串的一个公式。正则表达式由一些普通字符和一些元字符(metacharacters)组成。普通字符包括大小写的字母和数字，而元字符则具有特殊的含义，如表1列出了所有的元字符和对它们的一个简短的描述。
表1正则表达式元字符及其描述
在判断耦合条件的方法中，对于单个耦合条件的模式，首先需要将配置之后形成的耦合条件脚本拆分成一个一个的子字符串，提出中间的判断关系字符，例如：“＞”，“＜”，“＝”等等，然后得到这个判断关系字符前面的设备参数名称和后面的该参数名称对应的值，因为子系统随时都在监视该设备的参数值，将监视的该参数值与配置的参数名称对应的值拿来比较，如果没有满足条件，则向系统返回一个假，如果满足了耦合判断条件，则向系统返回一个真，并且开始执行之后的操作。
对于多个耦合条件模式，首先执行单个耦合条件的模式，得到需要判断的多个参数值，然后使用正则表达式的模式匹配来得到并且判断and，or，xor这3个条件，使用正则表达式程序实例如下：
会从左至右尽量多的精确的去匹配目标字符串，查找“and，or，xor”之间出现的所有单个耦合条件，最后将这些需要判断的参数值该用and的就用and，该用or的就用or，该用xor的就用xor，将监视的该参数值与配置的参数名称对应的值拿来比较，如果没有满足条件，则向系统返回一个假，如果满足了耦合判断条件，则向系统返回一个真，并且开始执行之后的操作。判断耦合条件方法流程图如图5所示，为本发明实施例的判断耦合条件方法流程图。
本发明的另一方面提出了一种内部行为耦合关系管理系统600，包括配置子系统601；执行子系统602，所述执行子系统602用于对触发所述耦合关系命令的设备执行相应的操作。其中，所述配置子系统601进一步包括仿真设备选择装置6011、判断装置6012、载入模块6013、配置模块6014和存储模块6015。其中，仿真设备选择装置6011用于从器件库中选择仿真设备。判断装置6012用于判读是否曾配置过所述仿真设备。载入模块6013用于载入曾配置过的所述仿真设备的配置信息。配置模块6014用于对未曾配置过的所述仿真设备进行耦合条件配置以得到所述配置信息，和对所述未曾配置过的仿真设备进行配置以得到触发耦合关系命令。存储模块6015用于保存所述配置信息和所述触发耦合关系命令。
本发明系统主要完成灵活配置、删除、修改、保存仿真设备的内部行为耦合关系，并且在设备仿真运行时完全模拟真实设备的内部行为耦合关系的功能，具有准确性、实时性的特点，同时也具有可扩展的功能，可以与其他相关的仿真子系统以及一个完整的半导体制造装备功能仿真平台配合使用。本发明系统还具备灵活配置的功能，因为不同的项目所需要的硬件不同，即使相同的硬件其使用方法也不同，所以此本发明系统能够灵活配置来满足项目的需要。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同限定。
Claims (12)
1.一种内部行为耦合关系管理方法，其特征在于，包括以下步骤：
从器件库中选择仿真设备；
判读是否曾配置过所述仿真设备；
载入曾配置过的所述仿真设备的配置信息；
对未曾配置过的所述仿真设备进行耦合条件配置以得到对应的配置信息；
根据所述对应的配置信息对所述未曾配置过的仿真设备进行配置以得到触发耦合关系命令；
保存所述配置信息和所述触发耦合关系命令；
根据所述配置信息判断是否触发所述耦合关系命令；和
根据所述耦合关系命令对触发所述耦合关系命令的设备执行相应的操作。
2.如权利要求1所述的内部行为耦合关系管理方法，其特征在于，对未曾配置过的所述仿真设备进行耦合条件配置还包括：
配置单个耦合条件或配置多个耦合条件。
3.如权利要求1所述的内部行为耦合关系管理方法，其特征在于，所述根据配置信息判断是否触发所述耦合关系命令，进一步包括：
根据所述配置信息的值判断所述设备的参数是否满足所述耦合条件；
对满足所述耦合条件的设备以触发所述耦合关系命令；和
将所述耦合关系命令传递给执行动作模块，以执行相应的设备行为动作。
4.如权利要求3所述的内部行为耦合关系管理方法，其特征在于，采用多线程执行方法执行所有的所述耦合关系和所述耦合关系之后的执行动作。
5.如权利要求1所述的内部行为耦合关系管理方法，其特征在于，所述耦合关系命令以一种消息传递的方式传递给所述执行动作模块。
6.如权利要求1所述的内部行为耦合关系管理方法，其特征在于，利用单个文本组成规范的字符串脚本实现所述配置耦合关系条件，且以xml文件的格式保存所述配置信息。
7.如权利要求1所述的内部行为耦合关系管理方法，其特征在于，采用序列化表格的形式对所述配置信息进行归类和查找。
8.如权利要求1所述的内部行为耦合关系管理方法，其特征在于，采用正则表达式的模式匹配方法对所述耦合关系进行条件判断。
9.如权利要求8所述的内部行为耦合关系管理方法，其特征在于，所述正则表达式程序表示如下：
string pattern＝@″\sand\s|\sor\s|\sxor\s″；
foreach(Match m in Regex.Matches(actionscript，pattern))。
10.一种内部行为耦合关系管理系统，其特征在于，包括：
配置子系统，所述配置子系统用于从器件库中选择仿真设备；判读是否曾配置过所述仿真设备；载入曾配置过的所述仿真设备的配置信息；对未曾配置过的所述仿真设备进行耦合条件配置以得到所述配置信息；对所述未曾配置过的仿真设备进行配置以得到触发耦合关系命令；保存所述配置信息和所述触发耦合关系命令；根据所述配置信息判断是否触发所述耦合关系命令；和
执行子系统，所述执行子系统用于对触发所述耦合关系命令的设备执行相应的操作。
11.如权利要求10所述的内部行为耦合关系管理系统，其特征在于，所述根据配置信息判断是否触发所述耦合关系命令，进一步包括：
根据所述配置信息的值判断所述设备的参数是否满足所述耦合条件；
对满足所述耦合条件的设备以触发所述耦合关系命令；和
将所述耦合关系命令传递给所述执行子系统。
12.如权利要求10所述的内部行为耦合关系管理系统，其特征在于，所述耦合关系命令以消息传递的方式传递给所述执行子系统。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012037796A1 (zh) * | 2010-09-21 | 2012-03-29 | 清华大学 | 用于集成电路制造设备的仿真平台 |
| CN102607870A (zh) * | 2012-01-11 | 2012-07-25 | 清华大学 | 面向半导体制造设备的逻辑耦合测试方法 |
-
2010
- 2010-09-26 CN CN2010102919313A patent/CN101957880A/zh active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012037796A1 (zh) * | 2010-09-21 | 2012-03-29 | 清华大学 | 用于集成电路制造设备的仿真平台 |
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| CN102607870B (zh) * | 2012-01-11 | 2014-10-22 | 清华大学 | 面向半导体制造设备的逻辑耦合测试方法 |
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