技术讲堂 | SEMI 标准 E04 （SECSI）介绍

半导体通讯标准产生在70年代，当时的通讯接口以RS232为主（相信大部分的90/00不知道什么是RS232，有兴趣的可以去百度一下：带你认识RS232通讯 (baidu.com)。RS232说的直白一些就是将9条线的第2条和第3条线交叉，用作资料的传输。在半导体设备上，有使用9个接线和25个接线的两种不同的版本，当年为了测机我们手上有一堆不同版本的线和转接头（到了现场才发现，设备的接头是公头，手里的线是母头，这就麻烦了）。RS232在PC的年代，被称之为COM，一般的PC都会自带两个COM Port，COM1和COM2。

第一代的数据通信（电信猫）用的就是RS232的协议，最早的速度 9600Bit/秒（这里是Bit不是Byte，也就是一秒中传输1200Byte），第一个半导体的通讯协议SEMI E04就是基于RS232，也就是我们大家知道的SECSI-RS232。

SEMI E04(SECSI)的主要定义了以下几个重要的部分：

1)数据组成部分：Transaction，Primary/Secondary Message，Header等。

2)控制信号：REQ (04), ACK (05)...

3)BlockTransfer Prototol (BTP)：这是描述了Host和Equipment如何传送数据，定义了设备之间如何传送一个Block（254个Byte）。

4)MessageReceiving Algorithm(MRA)：这是描述了如何把多个Block数据组合成Message。

5)Timeout：超时时间。

如果要说SECS/GEM Compliance（满足标准），其实也是要满足SEMI E04 的，因为Transaction，Primary / Secondary Message等都是在这里定义的，而且包括了最重要的Transaction Timeout T3。

SEMI E04由于每次传输只能是254位元，所以扣除Header，每次其实只能传244个资料，每一个Block收到以后必须计算CRC 值（也就是把所有的位元值相加）。可以想象在进行Recipe传输时，需要消耗的时间。

SEMI E04有些独特的思路，例如BTP中定义了Master和 Slave，而Master有主动权，Slave必须要等到Master送完所有的Transaction才能开始送。而在现实中，我们会把Equipment定义成Master，Host定义成Slave，这和我们一般的认识是有冲突的，Host负责控制不应该是Master吗？这个逻辑是因为要保证设备能把事件都送出来，要知道如果设备来不及处理Transaction，就有可能会导致设备程序控制出问题（Transaction越来越多，内存占用就会变大，当年的内存是以MB来计算而不是GB）。所以这里是一定要保障设备能够以最顺利的方式送出Transaction的。

这样的设计也导致 Host端的Transaction Timeout（T3，预设值是45秒）会有可能发生。从字面上来看，每个Transaction如果在送出的45秒之后没有收到回复就会宣布失败。如果设备在收到Host的Transaction时，一直在送出大量的事件（或Trace Data），就会有来不及回复Host Transaction（因为在队列中排队）。

RS232是一种点对点的协议，那如果要接20台设备，总不可能在一台电脑插上25张RS232通讯卡。所以当时的解决方案就是买一台Terminal Server，把RS232的通讯转换成了网路，也就是后期我们看到的SECSI-TCP。当时一台24个PortTerminal Server 是大约8000美元（记得当时的品牌是XYPLEX）。现在淘宝上的串口转网口的装置也就是200元人民币（还是两个串口的）。后期大部分的Terminal Server都提供软件程式，可以直接把Terminal Server 的 Port对应成电脑中的COM Port，这个时候就可以用SECSI-RS232了。

SECSI-TCP和SECSI-RS232在通讯上没有太大的差别，但是在真实上有不同的习性。SECSI-RS232实际上开的是一个Port（例如COM1），一般上在电脑不会开不成功，但SECSI-TCP则是连接一个网路接口，是有可能会失败（例如Terminal Server Port被占用了）。这里EAP的实现上必须有不同的错误处理方式。例如SECSI-RS232基本上不会出现Port Open的错误，而SECSI-TCP则有可能出现问题。

目前市面上销售的SECS Driver和开源的SECS Driver，基本上都不支援SEMI E04。大家都可能觉得RS232已经被淘汰了，但是实际上在大部分的 6寸和8 寸工厂，使用SECSI的设备依然存在。曾经一个欧洲8寸厂的自动化工程师告诉我，他们只买SECSI的设备，因为不会有电脑网路中毒的问题，一直到了2006年后，他们才开始购买HSMS接口的设备。