YMS系统开发2-EAP自动化SECS/GEM协议详解
被这个协议搞昏头了，确实很复杂。
简单来说SECS协议分为3个部分：
1.连接层--分为串口连接和TCP/IP连接，前者是使用SECS-I进行连接，后者是用HSMS-SS连接
2.消息结构规范--就是管传输的消息是什么格式，定义消息结构、数据类型（如 List、ASCII、U4 等）及语义（Stream/Function 分类），由SECS-II控制
3.控制层--GEM，这个就是定义有哪些指令你可以发送，控制机台做什么的
HSMS的报文格式：
HSMS报文由三部分组成：
- 消息长度（Message Length）：4字节无符号整数（大端序），表示消息头部 + 消息文本的总字节数（最小值为10）。
- 消息头部（Message Header）：固定10字节，包含会话控制、消息类型等关键信息。
- 消息文本（Message Text）：可变长度，承载SECS-II消息内容（如S1F3、S6F11等）。
eg:00 00 00 0A FF FF 00 00 00 01 00 00 00 00
其中前4位00 00 00 0A指的是报文长度不包括表示长度的起始的4个字节
报文头信息：
| 会话ID | Byte 0-1 | U2 | 16位设备唯一标识（最高位固定为0） | 0x0001（设备ID=1） |
| Header Byte2 | Byte 2 | U1 | 数据消息：高1位为等待位（W-Bit，1=需回复），低7位为SECS流号（Stream） 控制消息：状态码（如0x00） | 0x81（W=1, Stream=1） |
| Header Byte3 | Byte 3 | U1 | 数据消息：SECS功能码（Function） 控制消息：子类型（如SelectStatus） | 0x01（Function=1） |
| PType | Byte 4 | U1 | 编码格式（0=SECS-II标准；1-127保留；128-255厂商自定义） | 0x00（默认SECS-II编码） |
| SType | Byte 5 | U1 | 消息类型： 0=数据消息（Data） 1-9=控制消息（如Select.req、Linktest.rsp等） | 0x00（数据消息） |
| 系统字节 | Byte 6-9 | U4 | 事务唯一标识（用于匹配请求与响应） | 0x00000001（事务ID=1） |
注：
- W-Bit规则：若消息需回复（如S1F1），W-Bit=1；回复消息（如S1F2）W-Bit=0
- 控制消息特例：
Linktest.req/rsp的会话ID固定为0xFFFF
PType：
| 取值 | 描述 |
| 0 | SECS-II编码 |
| 1-127 | 子标准保留 |
| 128-255 | 保留，未使用 |
SType：
| 取值 | 描述 |
| 0 | 数据消息 |
| 1 | select.req |
| 2 | select.rsp |
| 3 | deselect.req |
| 4 | deselect.rsp |
| 5 | linktest.req |
| 6 | linktest.rsp |
| 7 | reject.req |
| 8 | 未使用 |
| 9 | separate.req |
| 10 | 未使用 |
| 11-127 | 子标准保留 |
| 128-255 | 保留，未使用 |
消息文本：
消息文本即SECS-II消息体，采用嵌套的 数据项（Item） 和 列表（List） 结构
- 数据项头部（Item Header）：
- 格式字节（1字节）：
- 高6位：数据类型（如ASCII=
010000，二进制=001000） - 低2位：长度字段字节数（0/1/2/3字节）。1个字节最大值为255，如果后面的数据没有超过255后面两位就用 01 表示 及 01000001 十六进制表示为 41；
- 高6位：数据类型（如ASCII=
- 长度字段（1-3字节）：数据内容的实际长度（大端序）。
- 格式字节（1字节）：
- 数据内容（Item Body）：具体数据值（如字符串、整数等）。
格式字节的第1位和第2位：定义Format byte后面有几个字节来表述Item Body的长度。取值只能1、2、3。（ 如果值为2，则表示有2个字节表述Item Body的长度，即第2个和第3个字节。值为0是非法的，会产生错误。
示例：
| 格式字节 | 长度字段 | 数据内容 |
| 01000001 | 00000011 | 01000001 01000010 01000011 |
（0x41表示ASCII+1字节长度，0x03表示长度=3） HSMS支持的数据类型：
工作模式与超时机制
- 连接模式：
- 主动模式（Active）：设备作为客户端，主动连接Host（默认端口5000）.此时设备的设置应该为remote IP/port:Host IP/port; local IP/port:equipment IP/port
- 被动模式（Passive）：设备作为服务端，监听Host连接，此时设备的配置为：remote IP/port:equipment IP/port ； local IP/port: equipment IP/port
- 状态机：
Not Connected→Connected（含子状态Not Selected/Selected）
- 关键计时器：
- T3：回复超时（默认10秒），超时则重发或报错
- T5：连接间隔（指断开连接和重新连接的最小时间，防频繁重连）
- T6：控制指令超时时间（
控制会话超时 T6 (T6 control transaction timeout)表示一个控制会话所能开启的最长时间，超过该时间就认为这次通信失败。当发送<xx>.req 控制消失时 T6计时器开启，若在 T6 超时之前收到相应的<xx>.rsp 消息则计时器关闭，否则控制消息的发起者将关闭这次会话，并认为出现一个通信故障）
- T7：连接超时（指TCP/IP连接成功后到连接选择之间的最大时间，也就是发送stype=1 到收到stype=2 回复的这段时间，表示当建立了 TCP/IP 连接之后通信处于 Not Select 状态的最长时间，通信必须在该时间完成 select 操作，否则将会断开 TCP/IP 连接。）
- T8：接收超时（网络字符超时 T8 (T8 network intercharacter timeout)表示成功接收到单个HSMS 消息的字符之间的最大时间间隔。鉴于 TCP/IP 是面向流的通信协议，因此一个 HSMS 通信消息可能被分为若干个 TCP/IP 消息进行传输，若 T8 计时器超时则认为这次传输失败。）
SECS指令：
由S-Stream和F-Function 组成
SECS命令由 SxFy 格式标识：
- **
Sx**：Stream（流），表示功能大类（如设备状态、报警管理）。 - **
Fy**：Function（功能），表示具体操作（如请求、响应、主动上报）。 - 奇偶规则：
- 奇数
Fy（如S1F1）：请求/命令（主机或设备发起）。 - 偶数
Fy（如S1F2）：响应/确认（必须回复前一条奇数指令）。
- 奇数
一些变量含义：
| 名称 | 含义 |
| DeviceID | 用于Host识别的设备号 |
| CEID | event ID 即事件ID |
| SVID | 设备状态变量ID |
| ECID | 设备常量ID |
| VID | 变量ID |
| RPTID | report ID 即上报ID |
| PPID | recipe ID 即配方ID（工艺ID） |
| CHIPID | 芯片ID |
SECS / GEM标准定义了3类数据项：
状态变量（SV）
状态变量是用于标识设备或其任何组件（例如传感器，仪表等）的状态的数据项。工艺设备的状态变量的示例包括–温度，压力，气流，RF正向功率，旋转速度，这些数据项通常不附加到诸如批次开始，晶圆开始等事件中。工厂主机可以随时向设备查询状态变量，也可以定义跟踪数据设置以请求设备提供状态变量。工厂主机不能更改设备的状态变量。
数据值变量（DV）
数据值变量是与特定事件相关的数据项，例如批次开始，设备上发生的警报/错误，晶圆处理/测量完成等。数据值变量的示例包括–批次ID，槽号，当前配方等等。这些变量仅在发生特定事件（例如选择配方，开始批处理等）时才更改。工厂主机通过定义报告并将报告与事件相关联来查询数据值变量。
与状态变量不同，数据值变量可能没有值。例如，数据值变量之一是“警报ID”，它指定最新警报的ID。但是，如果自打开设备以来没有任何警报，则该字段可以为空。工厂主机不能更改设备的数据变量。
设备常数（EC）
设备常数是与设备配置有关的数据项–它们可以包含与设备硬件，软件或SECS/GEM软件有关的项。与状态变量和数据值变量不同，工厂主机可以通过SECS消息更改设备常数。设备常数的示例包括–抽空时间限制，设备待机时间，固定销等待时间等。
指令介绍
1. 通信管理与状态控制（Stream 1）
- **
S1F1（Are You There Request）**- 功能：设备向主机发送连接探测请求。
- 响应：主机需回复
S1F2（在线数据）确认连接。
- **
S1F13/S1F14（Establish Communication）**- 功能：设备主动请求建立通信链路（
S1F13），主机回复S1F14确认。
- 功能：设备主动请求建立通信链路（
- **
S1F17/S1F18（Request ON-LINE）**- 功能：主机请求设备切换至“联机/远程”控制模式（最高控制权限），设备回复
S1F18确认。
- 功能：主机请求设备切换至“联机/远程”控制模式（最高控制权限），设备回复
2. 设备状态监控与查询（Stream 1 & 2）
- **
S1F3/S1F4（Selected Equipment Status）**- 功能：主机查询指定状态变量（SVID），设备返回当前值（
S1F4）。 - 应用场景：实时监控温度、压力等关键参数。
- 功能：主机查询指定状态变量（SVID），设备返回当前值（
- **
S2F13/S2F14（Equipment Constant）**- 功能：主机查询或设置设备常量（ECID），如抽空时间限制（
S2F13请求，S2F14返回数据）。
- 功能：主机查询或设置设备常量（ECID），如抽空时间限制（
3. 报警与异常管理（Stream 5）
- **
S5F1/S5F2（Alarm Report）**- 功能：设备主动上报报警事件（
S5F1），主机需回复S5F2确认接收。
- 功能：设备主动上报报警事件（
- **
S5F3/S5F4（Enable/Disable Alarm）**- 功能：主机启用/禁用特定报警通知（如仅监控高危报警）。
4. 数据采集与事件报告（Stream 6）
- **
S6F11/S6F12（Event Report）**- 功能：设备主动上报事件（如批次开始、晶圆完成），主机回复
S6F12确认。这个巨复杂，功能巨多，是核心指令，根据CEID和RPTID分为很多种。 - 数据关联：可绑定状态变量（SV）、数据变量（DV）生成结构化报告。
- 功能：设备主动上报事件（如批次开始、晶圆完成），主机回复
- **
S6F15/S6F16（Event Report Request）**- 功能：主机请求特定事件的历史数据（如追溯故障原因）。
5. 远程控制与指令下发（Stream 2）
- **
S2F41/S2F42（Host Command）**- 功能：主机发送远程控制命令（如
START、STOP），设备回复S2F42执行结果。
- 功能：主机发送远程控制命令（如
- **
S2F49/S2F50（Enhanced Remote Command）**- 功能：扩展指令集，支持复杂控制逻辑（如多步骤工艺触发）。
6. 配方与程序管理（Stream 7）
- **
S7F1/S7F2（Process Program Load）**- 功能：主机查询设备能否加载新配方（
S7F1），设备回复许可状态（S7F2）。
- 功能：主机查询设备能否加载新配方（
- **
S7F5/S7F6（Process Program Request）**- 功能：主机下发配方数据（
S7F5），设备回复加载结果（S7F6）。
- 功能：主机下发配方数据（
消息体包含两种类型List和item，对应十六进制为00和其他几种值类型，格式都是一样，类型+长度，也可以混着用，和文件结构一样。
例子：
S1F13请求报文(设备->主机)
报文功能
设备请求与主机建立通信，携带设备 ID、软件版本等基本信息。
00 00 00 1A // 消息长度 = 30 字节（10 头部 + 20 消息体）
00 01 // 会话 ID = 0x0001
00 // Byte2：Stream = 1（S1），W-bit = 0（无需回复）
0D // Byte3：Function = 13（F13）
00 // Byte4：PType = 0（SECS-II 编码）
00 // Byte5：SType = 0（数据消息）
12 34 56 78 // Byte6-9：系统字节 = 0x12345678
-------------- 消息体开始（SECS-II 部分） --------------
01 02 // L2 列表（List）包含 2 个元素
41 05 45 51 31 32 33 // 设备 ID： "EQ123" ASCII 字符串（5 字节）
41 05 31 2E 30 2E 30 // 软件版本："1.0.0" ASCII 字符串（5 字节）