專利名稱：工廠設備子系統通信方法及其裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及通信領域，具體涉及工廠車間各種設備子系統之間通訊的方法及其實現裝置。
背景技術：
在半導體器件的制造中，集成電路或平板顯示器上的不同的材料層面一般都是由化學和物理沉積或刻蝕形成的。刻蝕一般都在等離子工藝體系中的反應室中進行。
在半導體加工車間設備系統中，有三個子系統集群設備控制系統(CTC)、工藝模塊控制系統(PMC)和傳輸模塊控制系統(TMC)，三個子系統之間會有大量的數據不間斷的相互交互。目前，單純的設備子系統的通信都是基于TCP/IP協議，包括傳輸裝置、接收裝置，更高效的還包括數據分析裝置。雖然，目前這種通信在實際應用中可以成功傳輸和接收數據，實現子系統之間的通信，如中國的專利申請號97114946.1的專利申請，研究該專利可以看出，其中的通信方法是基于簡單的通信協議，沒有做進一步改進，且由發送裝置接收裝置等構成。這種通信方式可以基本滿足通信要求，但是如果是多道且數據量很大的情況下，連續的通信在這種方式中明顯效率低下，網絡帶寬占用率高。
發明內容
(一)要解決的技術問題本發明的目的在于針對上述現有技術的不足，提出一種通信效率高、網絡帶寬占用率低的通信方式，滿足工廠車間設備子系統間大數據量的通信傳輸。
(二)技術方案為實現上述目的，本發明采用以下技術方案一種工廠設備子系統通信方法，其中在服務器端和客戶端之間增加通信裝置，該裝置包括連接池和協議分析器；其中，連接池用于在進行數據交互時連接的管理；協議分析器用于對交互的數據進行格式的解析；在數據被傳輸前，先由協議分析器獲得數據的類別屬性并進行分析和格式轉化，然后由連接池為等待傳輸的數據分配一個連接，再進行傳輸。
上述的工廠設備子系統通信方法，一種優選的方案是協議分析器接收到客戶端發往服務器端的數據或服務器端發往客戶端的數據后，根據事先定義的針對設備通信的特定協議格式對信息進行分類，分類按級進行直到數據的最小屬性元素，即不可分屬性級。
上述的工廠設備子系統通信方法，一種優選的方案是數據打包裝置根據事先定義的通信協議數據格式為數據設置數據類別屬性位，這個屬性位用于標識數據的具體類別；數據分析器可以根據這個屬性位獲得數據的分類信息。
上述的工廠設備子系統通信方法，一種優選的方案是連接池接收到客戶端發往服務器端的數據或服務器端發往客戶端的數據后，判斷連接池中是否有空閑連接；如果有，則分配一個空閑連接用于數據傳輸；如果無，則檢查連接數是否達到最大連接數，如未達到，則新建一個連接用于該次傳輸；如已達到，則等待一定的時間。在等待的時間內，如果有連接被釋放則把該連接分配給等待的傳輸端。
上述的工廠設備子系統通信方法，一種優選的方案是通信請求端獲得連接后為所述連接設置一個標識值，用于標識該連接的當前狀態。
本發明還提出一種工廠設備子系統通信裝置，該裝置安裝在服務器端，包括連接池和協議分析器；其中，連接池用于管理服務器端和客戶端之間的連接，協議分析器用于對服務器端和客戶端之間交互的數據進行格式的解析。
上述的工廠設備子系統通信裝置，一種優選的方案是連接池是高速緩存器，該緩存器安裝在服務器中。
上述的工廠設備子系統通信裝置，一種優選的方案是協議分析器是高速緩存器，該緩存器安裝在服務器中。
上述的工廠設備子系統通信裝置，一種優選的方案是協議分析器還包括數據打包裝置和數據翻譯裝置。
上述的工廠設備子系統通信裝置，一種優選的方案是高速緩存器與服務器相互獨立。
(三)有益效果采用本發明，可以降低了每次通信和建立連接所花費的時間和網絡帶寬，將連接復用的概念引入到車間生產系統中，提高通信速度，降低網絡負擔。由于針對不同數據類別屬性進行分級劃分直到最小屬性元素，該設計沒有多余的數據占位，因此克服了通信中數據冗余度大的缺點，數據格式緊湊，利用率高，解決了網絡帶寬的浪費嚴重的弊端，更高程度的提高了網絡通訊的效率，提高了工廠車間設備子系統間的通信的實時性。
圖1是本發明的裝置示意圖；圖2是本發明的裝置模塊圖；圖3是本發明的方法流程圖；圖4是本發明定義的協議頭格式示意圖。
具體實施例方式
下面結合附圖，進一步詳細說明本發明工廠設備子系統通信方法及其裝置具體實施方式
，但不用來限制本發明的保護范圍。
參照圖1-3，本實施例用于說明半導體刻蝕工藝車間內，具有多客戶端設備的情況，因此本實施例中的設備控制系統包括三臺PMC(工藝模塊控制系統)和一臺TMC(傳輸模塊控制系統)作為客戶端，一個CTC(集群設備控制系統)作為服務器端，因此一共有五臺計算機。
參照圖1和圖2。為了實現本發明目的，從邏輯角度，本發明在CTC和客戶端之間增加了的通信裝置，用于完成客戶端和服務器端之間的連接。在這個通信裝置中引入連接池，其中涉及的通信協議的定義也避免了一般通信協議的效率低下浪費網絡帶寬的弊端。
無論是半導體刻蝕設備系統中CTC與哪個PMC或TMC通信，實際上都是服務器端與客戶端的通信。基于本發明提出的通信裝置下的客戶端與服務器端通信的流程可以描述為參照圖3。首先，設客戶端向服務器端發出請求連接，請求發送數據。獲得服務器端的響應后，客戶端將信息發送至協議分析器中。在協議分析器中，根據事先定義的針對設備通信的特定協議格式對所發送信息進行分類，分類按級進行直到數據的最小屬性元素，即不可分屬性級。
圖4給出了通信協議的定義。所謂事先定義的針對設備通信的特定協議格式，例如在本實施例，在協議分析器中，協議頭的第0位是用來區分具體與CTC通信的客戶端，針對本實施例，“0”表示PMC1，“1”表示PMC2，“2”表示PMC3，“3”表示TMC；協議頭的第1位表示通信數據類別，其中“1”代表命令(cmd)，“2”代表結果數據(data)，“3”代表告警信息(alarm)，“4”代表內部發生事件(event)。這個屬性位限定了信息分類；協議頭的第2位表示通信數據本身所含的屬性的個數N；從協議頭的第3位到2+N位分別存放各個屬性的長度；協議頭的第3+N到6+N這四位存放協議正文數據的長度，最后一位即7+N位是空閑位，待用。協議分析器會根據該定義對傳輸信息依次細分下去，由于協議分析器置于高速緩存器中，分類后的數據也暫時存放在緩存中開辟的數據區域。
然后，判斷連接池中是否有可用連接。根據本發明，連接池由一個特別增加在CTC上的高速緩存器構成，用于緩沖所有的連接，它主要實現以下功能①從連接池獲取或創建可用連接；②連接使用完后，把連接返還給連接池；③在系統關閉前，斷開所有連接并釋放連接占用的系統資源；④處理無效連接(原來登記為可用的連接，由于某種原因不再可用，如超時等通訊問題)，并限制連接池中的連接總數不低于某個預定值和不超過某個預定值。
具體對于連接的管理，一種辦法是把已經創建但未分配的連接按創建時間排序并存放到空閑池中。因此判斷連接池中是否有連接，可以首先檢查空閑池內有沒有空閑連接。如果有就把建立時間最長的那個連接分配給客戶端。而實際操作時，需要判斷連接是否有效，如果連接可用就分配給用戶，如連接不可用就把這個不可用的連接從空閑池刪掉，然后重新檢測空閑池是否還有連接。
如果沒有空閑連接，則檢查連接池是否達到連接池所允許的最大連接數。如未達到，也就是說還允許新建連接，則新建一個連接；如已達到，則等待一定的時間。在等待的時間內，如果有連接被釋放則把該連接分配給等待的客戶端。
對于每一個連接，連接本身有一個標識值用于標識該連接的當前狀態。請求端獲得連接后，系統對已分配的連接將其標識值置1，當使用完后再返還給空閑池，并把標識值清零。
參照圖2。協議分析器是本發明特別提出的，是根據半導體設備控制系統對于傳輸數據的實時性準確性的特殊要求，在物理結構上它是安裝在CTC上的一個高速緩存器，專門用于處理子系統之間通訊數據格式的定義包裝以及解析。協議分析器依靠分析數據的協議頭中的類別屬性位，獲得數據的類別信息。在協議頭設置數據類別屬性位的方法，以及協議分析器的存在使得數據在傳輸前會被分類，從而提高了數據傳輸效率。
協議分析器由數據打包裝置、協議解析器、數據翻譯裝置構成。其中，數據打包裝置的作用是發送數據時根據定義的數據格式對數據進行格式轉化，轉化為協議解析器識別的統一格式。數據翻譯裝置的作用是接收數據時對解析器識別的統一格式進行反編譯，即編譯為原來的格式。這些操作的控制均由協議分析器中的控制器控制實現。
對于一個系統，連接池中到底應該放置多少連接，會直接影響到系統的性能。因此通過存放在高速緩器的通訊控制器對其進行設置，可設置最小連接數和最大連接數來控制連接池中的連接。最小連接數是系統啟動時連接池所創建的連接數。如果創建過多，則系統啟動就慢，但創建后系統的連接響應速度會很快；如果創建過少，則系統啟動的很快，連接響應起來卻慢。因此，可以在開發時，設置較小的最小連接數，開發起來會快，而在系統實際使用時將最小連接數的值設置較大，因為這樣對訪問客戶來說速度會快些。
最大連接數是連接池中允許連接的最大數目，針對不同的系統可以具體設置不同的值多少。可以通過測試系統的訪問量，找到最佳點，優化整個系統。
根據本發明，連接池中連接的分配與釋放，對系統的性能有很大的影響。合理的分配與釋放，可以提高連接的復用度，從而降低建立新連接的開銷，同時還可以加快用戶的訪問速度。
然后，根據定義好的數據的格式將發送數據寫入數據打包裝置，由該裝置對數據格式進行轉化，接著協議解析器控制并發送到數據解析裝置進行反編譯，反編譯后返回給服務器，服務器根據接受到的數據執行相應刻蝕反饋操作。這種數據打包、編譯和反編譯等操作都屬于本領域技術人員熟悉的技術細節，在此不作贅述。
最后，服務器端把新的命令數據發送給客戶端，過程如下首先將命令數據寫入數據打包裝置，由該裝置對數據格式進行轉化，接著同樣由協議解析器控制并把數據發送到數據解析裝置進行反編譯，所得結果發送給客戶端，客戶端根據命令執行相應的刻蝕操作。
從以上分析中和實際數據中可明顯得到本發明的優點(1)連接池的引入，大大降低了每次通信每次建立連接所花費的時間和網絡帶寬，將連接復用的概念引入到該系統中，提高了通信速度，降低了網絡的負擔。根據試驗數據，通訊性能提高4.2倍多。
(2)通信協議分析器的特別設計，克服了通信中通信數據冗余度大的缺點，針對不同數據屬性進行分級劃分直到最小屬性元素，該設計沒有多余的數據占位，數據格式緊湊，利用率高，解決了網絡帶寬的浪費嚴重的弊端，更高程度提高了網絡的效率，提高了半導體設備子系統間的通信的實時性。
以上為本發明的最佳實施方式，依據本發明公開的內容，本領域的普通技術人員能夠顯而易見地想到的一些雷同、替代方案，均應落入本發明保護的范圍。
權利要求
1.一種工廠設備子系統通信方法，其特征在于在服務器端和客戶端之間增加通信裝置，該裝置包括連接池和協議分析器；其中，連接池用于在進行數據交互時連接的管理；協議分析器用于對交互的數據進行格式的解析；在數據被傳輸前，先由協議分析器獲得數據的類別屬性進行格式轉化，然后由連接池為等待傳輸的數據分配一個連接，再進行傳輸。
2.如權利要求1所述的工廠設備子系統通信方法，其特征在于所述協議分析器接收到客戶端發往服務器端的數據或服務器端發往客戶端的數據后，根據事先定義的針對設備通信的特定協議格式對信息進行分類，分類按級進行直到數據的最小屬性元素，即不可分屬性級。
3.如權利要求2所述的工廠設備子系統通信方法，其特征在于數據打包裝置根據事先定義的通信協議數據格式為數據設置數據類別屬性位，這個屬性位用于標識數據的具體類別；數據分析器可以根據這個屬性位獲得數據的分類信息。
4.如權利要求1所述的工廠設備子系統通信方法，其特征在于所述連接池接收到客戶端發往服務器端的數據或服務器端發往客戶端的數據后，判斷連接池中是否有空閑連接；如果有，則分配一個空閑連接用于數據傳輸；如果無，則檢查連接數是否達到最大連接數，如未達到，則新建一個連接用于該次傳輸；如已達到，則等待一定的時間；在等待的時間內，如果有連接被釋放則把該連接分配給等待的傳輸端。
5.如權利要求4所述的工廠設備子系統通信方法，其特征在于通信請求端獲得連接后，為所述連接設置一個標識值，用于標識該連接的當前狀態。
6.一種使用權利要求1所述的方法的裝置，其特征在于所述裝置安裝在服務器端，包括連接池和協議分析器；其中，連接池用于管理服務器端和客戶端之間的連接，協議分析器用于對服務器端和客戶端之間交互的數據進行格式的解析。
7.如權利要求6所述的裝置，其特征在于所述連接池是高速緩存器，該緩存器安裝在服務器中。
8.如權利要求6所述的裝置，其特征在于所述協議分析器是高速緩存器，該緩存器安裝在服務器中。
9.如權利要求6所述的裝置，其特征在于所述協議分析器還包括數據打包裝置和數據翻譯裝置。
10.如權利要求7或8所述的裝置，其特征在于所述高速緩存器與服務器相互獨立。
全文摘要
本發明涉及通信領域。本發明提出一種刻蝕設備子系統通信方法及其裝置，邏輯上需要在服務器端和客戶端之間增加通信裝置，物理上放置在服務器端且獨立于服務器，其中包括連接池和協議分析器，用于完成連接的建立和管理以及數據發送接收時格式的解析功能。本發明的優點和積極效果在于可以降低了每次通信時建立連接所花費的時間和網絡帶寬，引入連接復用的概念，提高了通信速度，降低了網絡的負擔。而且克服了通信中數據冗余度大的缺點，數據格式緊湊，利用率高，解決了網絡帶寬的浪費嚴重的弊端，更高程度提高了網絡通訊的效率，提高了半導體設備子系統間通信的實時性。
文檔編號H04L12/56GK1848846SQ20051012645
公開日2006年10月18日 申請日期2005年12月9日 優先權日2005年12月9日
發明者劉海燕 申請人:北京北方微電子基地設備工藝研究中心有限責任公司