CN1848846A

CN1848846A - 工厂设备子系统通信方法及其装置

Info

Publication number: CN1848846A
Application number: CNA2005101264510A
Authority: CN
Inventors: 刘海燕
Original assignee: Beijing North Microelectronics Co Ltd
Current assignee: Beijing North Microelectronics Co Ltd
Priority date: 2005-12-09
Filing date: 2005-12-09
Publication date: 2006-10-18
Anticipated expiration: 2025-12-09
Also published as: CN100544360C

Abstract

本发明涉及通信领域。本发明提出一种刻蚀设备子系统通信方法及其装置，逻辑上需要在服务器端和客户端之间增加通信装置，物理上放置在服务器端且独立于服务器，其中包括连接池和协议分析器，用于完成连接的建立和管理以及数据发送接收时格式的解析功能。本发明的优点和积极效果在于可以降低了每次通信时建立连接所花费的时间和网络带宽，引入连接复用的概念，提高了通信速度，降低了网络的负担。而且克服了通信中数据冗余度大的缺点，数据格式紧凑，利用率高，解决了网络带宽的浪费严重的弊端，更高程度提高了网络通讯的效率，提高了半导体设备子系统间通信的实时性。

Description

工厂设备子系统通信方法及其装置

技术领域

本发明涉及通信领域，具体涉及工厂车间各种设备子系统之间通讯的方法及其实现装置。

背景技术

在半导体器件的制造中，集成电路或平板显示器上的不同的材料层面一般都是由化学和物理沉积或刻蚀形成的。刻蚀一般都在等离子工艺体系中的反应室中进行。

在半导体加工车间设备系统中，有三个子系统：集群设备控制系统(CTC)、工艺模块控制系统(PMC)和传输模块控制系统(TMC)，三个子系统之间会有大量的数据不间断的相互交互。目前，单纯的设备子系统的通信都是基于TCP/IP协议，包括传输装置、接收装置，更高效的还包括数据分析装置。虽然，目前这种通信在实际应用中可以成功传输和接收数据，实现子系统之间的通信，如中国的专利申请号97114946.1的专利申请，研究该专利可以看出，其中的通信方法是基于简单的通信协议，没有做进一步改进，且由发送装置接收装置等构成。这种通信方式可以基本满足通信要求，但是如果是多道且数据量很大的情况下，连续的通信在这种方式中明显效率低下，网络带宽占用率高。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提出一种通信效率高、网络带宽占用率低的通信方式，满足工厂车间设备子系统间大数据量的通信传输。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种工厂设备子系统通信方法，其中在服务器端和客户端之间增加通信装置，该装置包括连接池和协议分析器；其中，连接池用于在进行数据交互时连接的管理；协议分析器用于对交互的数据进行格式的解析；在数据被传输前，先由协议分析器获得数据的类别属性并进行分析和格式转化，然后由连接池为等待传输的数据分配一个连接，再进行传输。

上述的工厂设备子系统通信方法，一种优选的方案是协议分析器接收到客户端发往服务器端的数据或服务器端发往客户端的数据后，根据事先定义的针对设备通信的特定协议格式对信息进行分类，分类按级进行直到数据的最小属性元素，即不可分属性级。

上述的工厂设备子系统通信方法，一种优选的方案是数据打包装置根据事先定义的通信协议数据格式为数据设置数据类别属性位，这个属性位用于标识数据的具体类别；数据分析器可以根据这个属性位获得数据的分类信息。

上述的工厂设备子系统通信方法，一种优选的方案是连接池接收到客户端发往服务器端的数据或服务器端发往客户端的数据后，判断连接池中是否有空闲连接；如果有，则分配一个空闲连接用于数据传输；如果无，则检查连接数是否达到最大连接数，如未达到，则新建一个连接用于该次传输；如已达到，则等待一定的时间。在等待的时间内，如果有连接被释放则把该连接分配给等待的传输端。

上述的工厂设备子系统通信方法，一种优选的方案是通信请求端获得连接后为所述连接设置一个标识值，用于标识该连接的当前状态。

本发明还提出一种工厂设备子系统通信装置，该装置安装在服务器端，包括连接池和协议分析器；其中，连接池用于管理服务器端和客户端之间的连接，协议分析器用于对服务器端和客户端之间交互的数据进行格式的解析。

上述的工厂设备子系统通信装置，一种优选的方案是连接池是高速缓存器，该缓存器安装在服务器中。

上述的工厂设备子系统通信装置，一种优选的方案是协议分析器是高速缓存器，该缓存器安装在服务器中。

上述的工厂设备子系统通信装置，一种优选的方案是协议分析器还包括数据打包装置和数据翻译装置。

上述的工厂设备子系统通信装置，一种优选的方案是高速缓存器与服务器相互独立。

(三)有益效果

采用本发明，可以降低了每次通信和建立连接所花费的时间和网络带宽，将连接复用的概念引入到车间生产系统中，提高通信速度，降低网络负担。由于针对不同数据类别属性进行分级划分直到最小属性元素，该设计没有多余的数据占位，因此克服了通信中数据冗余度大的缺点，数据格式紧凑，利用率高，解决了网络带宽的浪费严重的弊端，更高程度的提高了网络通讯的效率，提高了工厂车间设备子系统间的通信的实时性。

附图说明

图1是本发明的装置示意图；

图2是本发明的装置模块图；

图3是本发明的方法流程图；

图4是本发明定义的协议头格式示意图。

具体实施方式

下面结合附图，进一步详细说明本发明工厂设备子系统通信方法及其装置具体实施方式，但不用来限制本发明的保护范围。

参照图1-3，本实施例用于说明半导体刻蚀工艺车间内，具有多客户端设备的情况，因此本实施例中的设备控制系统包括三台PMC(工艺模块控制系统)和一台TMC(传输模块控制系统)作为客户端，一个CTC(集群设备控制系统)作为服务器端，因此一共有五台计算机。

参照图1和图2。为了实现本发明目的，从逻辑角度，本发明在CTC和客户端之间增加了的通信装置，用于完成客户端和服务器端之间的连接。在这个通信装置中引入连接池，其中涉及的通信协议的定义也避免了一般通信协议的效率低下浪费网络带宽的弊端。

无论是半导体刻蚀设备系统中CTC与哪个PMC或TMC通信，实际上都是服务器端与客户端的通信。基于本发明提出的通信装置下的客户端与服务器端通信的流程可以描述为：

参照图3。首先，设客户端向服务器端发出请求连接，请求发送数据。获得服务器端的响应后，客户端将信息发送至协议分析器中。在协议分析器中，根据事先定义的针对设备通信的特定协议格式对所发送信息进行分类，分类按级进行直到数据的最小属性元素，即不可分属性级。

图4给出了通信协议的定义。所谓事先定义的针对设备通信的特定协议格式，例如在本实施例，在协议分析器中，协议头的第0位是用来区分具体与CTC通信的客户端，针对本实施例，“0”表示PMC1，“1”表示PMC2，“2”表示PMC3，“3”表示TMC；协议头的第1位表示通信数据类别，其中“1”代表命令(cmd)，“2”代表结果数据(data)，“3”代表告警信息(alarm)，“4”代表内部发生事件(event)。这个属性位限定了信息分类；协议头的第2位表示通信数据本身所含的属性的个数N；从协议头的第3位到2+N位分别存放各个属性的长度；协议头的第3+N到6+N这四位存放协议正文数据的长度，最后一位即7+N位是空闲位，待用。协议分析器会根据该定义对传输信息依次细分下去，由于协议分析器置于高速缓存器中，分类后的数据也暂时存放在缓存中开辟的数据区域。

然后，判断连接池中是否有可用连接。根据本发明，连接池由一个特别增加在CTC上的高速缓存器构成，用于缓冲所有的连接，它主要实现以下功能：

①从连接池获取或创建可用连接；

②连接使用完后，把连接返还给连接池；

③在系统关闭前，断开所有连接并释放连接占用的系统资源；

④处理无效连接(原来登记为可用的连接，由于某种原因不再可用，如超时等通讯问题)，并限制连接池中的连接总数不低于某个预定值和不超过某个预定值。

具体对于连接的管理，一种办法是把已经创建但未分配的连接按创建时间排序并存放到空闲池中。因此判断连接池中是否有连接，可以首先检查空闲池内有没有空闲连接。如果有就把建立时间最长的那个连接分配给客户端。而实际操作时，需要判断连接是否有效，如果连接可用就分配给用户，如连接不可用就把这个不可用的连接从空闲池删掉，然后重新检测空闲池是否还有连接。

如果没有空闲连接，则检查连接池是否达到连接池所允许的最大连接数。如未达到，也就是说还允许新建连接，则新建一个连接；如已达到，则等待一定的时间。在等待的时间内，如果有连接被释放则把该连接分配给等待的客户端。

对于每一个连接，连接本身有一个标识值用于标识该连接的当前状态。请求端获得连接后，系统对已分配的连接将其标识值置1，当使用完后再返还给空闲池，并把标识值清零。

参照图2。协议分析器是本发明特别提出的，是根据半导体设备控制系统对于传输数据的实时性准确性的特殊要求，在物理结构上它是安装在CTC上的一个高速缓存器，专门用于处理子系统之间通讯数据格式的定义包装以及解析。协议分析器依靠分析数据的协议头中的类别属性位，获得数据的类别信息。在协议头设置数据类别属性位的方法，以及协议分析器的存在使得数据在传输前会被分类，从而提高了数据传输效率。

协议分析器由数据打包装置、协议解析器、数据翻译装置构成。其中，数据打包装置的作用是发送数据时根据定义的数据格式对数据进行格式转化，转化为协议解析器识别的统一格式。数据翻译装置的作用是接收数据时对解析器识别的统一格式进行反编译，即编译为原来的格式。这些操作的控制均由协议分析器中的控制器控制实现。

对于一个系统，连接池中到底应该放置多少连接，会直接影响到系统的性能。因此通过存放在高速缓器的通讯控制器对其进行设置，可设置最小连接数和最大连接数来控制连接池中的连接。最小连接数是系统启动时连接池所创建的连接数。如果创建过多，则系统启动就慢，但创建后系统的连接响应速度会很快；如果创建过少，则系统启动的很快，连接响应起来却慢。因此，可以在开发时，设置较小的最小连接数，开发起来会快，而在系统实际使用时将最小连接数的值设置较大，因为这样对访问客户来说速度会快些。

最大连接数是连接池中允许连接的最大数目，针对不同的系统可以具体设置不同的值多少。可以通过测试系统的访问量，找到最佳点，优化整个系统。

根据本发明，连接池中连接的分配与释放，对系统的性能有很大的影响。合理的分配与释放，可以提高连接的复用度，从而降低建立新连接的开销，同时还可以加快用户的访问速度。

然后，根据定义好的数据的格式将发送数据写入数据打包装置，由该装置对数据格式进行转化，接着协议解析器控制并发送到数据解析装置进行反编译，反编译后返回给服务器，服务器根据接受到的数据执行相应刻蚀反馈操作。这种数据打包、编译和反编译等操作都属于本领域技术人员熟悉的技术细节，在此不作赘述。

最后，服务器端把新的命令数据发送给客户端，过程如下：首先将命令数据写入数据打包装置，由该装置对数据格式进行转化，接着同样由协议解析器控制并把数据发送到数据解析装置进行反编译，所得结果发送给客户端，客户端根据命令执行相应的刻蚀操作。

从以上分析中和实际数据中可明显得到本发明的优点：

(1)连接池的引入，大大降低了每次通信每次建立连接所花费的时间和网络带宽，将连接复用的概念引入到该系统中，提高了通信速度，降低了网络的负担。根据试验数据，通讯性能提高4.2倍多。

(2)通信协议分析器的特别设计，克服了通信中通信数据冗余度大的缺点，针对不同数据属性进行分级划分直到最小属性元素，该设计没有多余的数据占位，数据格式紧凑，利用率高，解决了网络带宽的浪费严重的弊端，更高程度提高了网络的效率，提高了半导体设备子系统间的通信的实时性。

以上为本发明的最佳实施方式，依据本发明公开的内容，本领域的普通技术人员能够显而易见地想到的一些雷同、替代方案，均应落入本发明保护的范围。

Claims

1、一种工厂设备子系统通信方法，其特征在于在服务器端和客户端之间增加通信装置，该装置包括连接池和协议分析器；其中，连接池用于在进行数据交互时连接的管理；协议分析器用于对交互的数据进行格式的解析；在数据被传输前，先由协议分析器获得数据的类别属性进行格式转化，然后由连接池为等待传输的数据分配一个连接，再进行传输。

2、如权利要求1所述的工厂设备子系统通信方法，其特征在于所述协议分析器接收到客户端发往服务器端的数据或服务器端发往客户端的数据后，根据事先定义的针对设备通信的特定协议格式对信息进行分类，分类按级进行直到数据的最小属性元素，即不可分属性级。

3、如权利要求2所述的工厂设备子系统通信方法，其特征在于数据打包装置根据事先定义的通信协议数据格式为数据设置数据类别属性位，这个属性位用于标识数据的具体类别；数据分析器可以根据这个属性位获得数据的分类信息。

4、如权利要求1所述的工厂设备子系统通信方法，其特征在于所述连接池接收到客户端发往服务器端的数据或服务器端发往客户端的数据后，判断连接池中是否有空闲连接；如果有，则分配一个空闲连接用于数据传输；如果无，则检查连接数是否达到最大连接数，如未达到，则新建一个连接用于该次传输；如已达到，则等待一定的时间；在等待的时间内，如果有连接被释放则把该连接分配给等待的传输端。

5、如权利要求4所述的工厂设备子系统通信方法，其特征在于通信请求端获得连接后，为所述连接设置一个标识值，用于标识该连接的当前状态。

6、一种使用权利要求1所述的方法的装置，其特征在于所述装置安装在服务器端，包括连接池和协议分析器；其中，连接池用于管理服务器端和客户端之间的连接，协议分析器用于对服务器端和客户端之间交互的数据进行格式的解析。

7、如权利要求6所述的装置，其特征在于所述连接池是高速缓存器，该缓存器安装在服务器中。

8、如权利要求6所述的装置，其特征在于所述协议分析器是高速缓存器，该缓存器安装在服务器中。

9、如权利要求6所述的装置，其特征在于所述协议分析器还包括数据打包装置和数据翻译装置。

10、如权利要求7或8所述的装置，其特征在于所述高速缓存器与服务器相互独立。