【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及半導體設備通訊，尤其涉及多協議兼容的半導體設備通訊系統，半導體行業各類儀器封測階段的遠程通訊功能測試。
技術介紹
1、半導體設備的制造過程依賴于各種自動化設備之間的實時通訊。目前，secs-i和secs-ii是半導體行業最常見的兩種通訊協議，分別使用串行接口和tcp/ip協議。然而，隨著設備更新迭代，舊設備通常只支持secs-i協議，而新設備逐漸轉向secs-ii協議，這導致在集成過程中常出現通訊不兼容問題。此外，secs-i協議傳輸速度慢且通訊距離受限，而secs-ii盡管支持更高效的網絡傳輸，但在老舊設備上的應用存在兼容性問題。這種新舊設備無法無縫通訊的現象增加了系統集成的復雜性，限制了半導體制造設備的自動化升級。
2、盡管目前市場上存在一些協議轉換設備以解決多協議通訊的問題，但這些設備普遍存在通訊穩定性差、數據傳輸延遲和故障難以診斷等問題。由于不同設備使用的通訊協議和接口類型各異，協議轉換器在實際操作中難以確保穩定的雙向數據交換。此外，多協議轉換過程中往往出現數據延遲，嚴重影響了生產的實時控制和數據分析。這種不穩定的通訊環境不僅降低了生產效率，還增加了設備維護的難度，影響了企業的整體自動化水平。
3、此外，現有設備通常只能支持單一協議的轉換，無法在多個協議之間靈活切換。因此，在需要同時集成多種設備時，企業往往需要為每個設備配置獨立的協議轉換器，這不僅增加了硬件成本，還帶來了管理和維護的復雜性。隨著半導體制造設備的不斷發展，行業急需一種能夠兼容多種協議、提供高效穩定數據傳輸的通訊系統，以
技術實現思路
1、針對協議兼容性、通訊穩定性差與數據傳輸延遲以及多協議支持能力不足等問題，本專利技術提供一種多協議兼容的半導體設備通訊系統，能夠在secs-i和secs-ii等不同通訊協議之間進行轉換，支持多種通訊接口，實現設備的互聯互通。此外，系統具備自動故障診斷與預測功能，能夠在通訊過程中實時監測通訊狀態并調整參數，確保數據傳輸的穩定性與安全性。
2、為了實現上述目的，本專利技術通過如下的技術方案來實現：
3、一種多協議兼容的半導體設備通訊系統，包括：
4、第一通訊模塊，用于根據第一協議與半導體設備進行數據通訊；
5、第二通訊模塊，用于根據第二協議與半導體設備進行數據通訊；
6、配置模塊，用于選擇所述第一協議或所述第二協議，并在不同協議之間進行轉換；
7、測試模塊，用于設備通訊配置、通訊測試、指令發送、通訊狀態監控和故障診斷。
8、優選的，所述第一協議為secs-i協議，所述第二協議為secs-ii協議。
9、優選的，所述第一通訊模塊通過串口接口與半導體設備進行通訊，所述串口接口包括dp9接口或dp25接口，使用rs232傳輸層實現數據傳輸，并依賴硬件控制的時序控制，其中secs-i協議的通訊過程包括以下步驟：
10、主設備發起請求，子設備回復準備接收狀態，主設備發送數據，子設備確認接收結果；
11、若存在主從關系，則根據主從關系確定通訊方向。
12、優選的，所述第二通訊模塊通過網絡接口與半導體設備進行通訊，所述網絡接口為rj45接口，使用hsms協議實現數據傳輸，且無需時序控制，支持雙向數據傳輸；所述secs-ii協議通過基于tcp/ip的hsms協議實現，采用字節流傳輸形式，數據處理流程包括數據封裝、字節流拆包、狀態反饋確認步驟，確保數據實時傳輸，并支持設備狀態反饋。
13、優選的，所述配置模塊實現通過附加硬件進行串口轉網口的轉換，以實現基于rs232的串口設備的網絡通訊，所述附加硬件為串口轉網口轉換器，能夠將串口信號轉換為網絡信號，并確保信號穩定性。
14、優選的，所述測試模塊包括：
15、配置單元，用于設置通訊參數、協議類型和設備連接信息；
16、測試單元，用于發送通訊指令并接收設備響應，支持指令交互流程；
17、日志單元，用于記錄通訊日志，包括通訊過程中的指令和響應信息，包括每條指令的發送時間、接收狀態、執行結果及響應時間，包括通訊日志和錯誤日志，用于故障分析；
18、故障診斷單元，用于分析日志記錄，檢測和診斷通訊中的故障，并自動識別通訊異常。
19、優選的，所述故障診斷單元包括一個故障預測模型，所述模型通過以下步驟實現：
20、步驟1：從設備的運行狀態、歷史故障記錄、通訊日志和傳感器數據中自動采集多源數據，并對所述數據進行清洗和標準化處理，數據清洗過程包括異常值檢測、缺失值填充和噪聲數據過濾；
21、步驟2：采用圖神經網絡gnn對設備和通訊模塊之間的依賴關系進行建模，通過聚合每個節點及其鄰居節點的特征，提取全局和局部的依賴特征，其中每個節點代表設備的一個通訊模塊，鄰居節點代表與該模塊直接交互的設備，依賴關系反映了不同設備之間的通訊狀態和依賴性；
22、步驟3：通過變壓器網絡（transformers）處理設備的時間序列數據，利用自注意力機制捕捉序列中的遠程依賴關系，預測設備在長期運行中可能發生的通訊中斷或延遲，并基于該預測動態調整設備的通訊參數；
23、步驟4：通過元學習（metalearning）技術對模型的初始參數進行優化，使模型在面對不同設備和通訊協議時能夠快速適應并收斂，并根據設備通訊協議的變化動態調整通訊策略，減少重新訓練時間；
24、步驟5：通過強化學習（reinforcementlearning）方法，根據設備的實時運行狀態動態調整通訊參數和設備運行參數，具體包括在設備負載增大時，自動調整通訊帶寬、數據打包速率和重傳機制，確保通訊的穩定性和實時性；
25、步驟6：通過自動化機器學習（automl）模塊，自動調整故障預測模型的超參數以優化通訊系統的實時故障預測能力，并根據模型預測的結果自動調整設備的通訊頻率、信號強度及重傳策略，減少故障發生的可能性；
26、步驟7：所述故障預測模型通過監控設備的實時運行狀態，基于預測結果自動調整設備的運行參數和通訊策略，預防潛在故障的發生，并在故障預測發生時，通過設備的通訊模塊通知操作員，啟動通訊恢復或設備重啟的故障處理程序。
27、優選的，所述故障診斷單元的故障預測模型通過以下算法公式實現，并結合設備的通訊過程進行優化：
28、圖神經網絡（gnn）節點特征更新公式為：
29、
30、其中，為節點v在第k+1層的特征向量；為節點v的鄰居節點集合；和分別為第k層的可學習權重矩陣；σ為激活函數；norm為歸一化操作，用于保持模型訓練的穩定性；
31、其中每個節點v表示設備的一個通訊模塊，節點之間的依賴關系代表不同設備之間的通訊鏈路，特征向量更新用于識別通訊鏈路中的潛在瓶頸；
32、自注意力機制公式為：
33、
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1.一種多協議兼容的半導體設備通訊系統，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的多協議兼容的半導體設備通訊系統，其特征在于，所述第一協議為SECS-I協議，所述第二協議為SECS-II協議。
3.據權利要求1所述的多協議兼容的半導體設備通訊系統，其特征在于，所述第一通訊模塊通過串口接口與半導體設備進行通訊，所述串口接口包括DP9接口和DP25接口，使用RS232傳輸層實現數據傳輸，并依賴硬件控制的時序控制，其中SECS-I協議的通訊過程包括以下步驟：
4.根據權利要求1所述的多協議兼容的半導體設備通訊系統，其特征在于，所述第二通訊模塊通過網絡接口與半導體設備進行通訊，所述網絡接口為RJ45接口，使用HSMS協議實現數據傳輸，且無需時序控制，支持雙向數據傳輸；所述SECS-II協議通過基于TCP/IP的HSMS協議實現，采用字節流傳輸形式，數據處理流程包括數據封裝、字節流拆包、狀態反饋確認步驟，確保數據實時傳輸，并支持設備狀態反饋。
5.根據權利要求1所述的多協議兼容的半導體設備通訊系統，其特征在于，所述配置模塊實現通過附加硬件進
6.根據權利要求1所述的多協議兼容的半導體設備通訊系統，其特征在于，所述測試模塊包括：
7.根據權利要求6所述的多協議兼容的半導體設備通訊系統，其特征在于，所述故障診斷單元包括一個故障預測模型，所述模型通過以下步驟實現：
8.根據權利要求7所述的多協議兼容的半導體設備通訊系統，其特征在于，所述故障診斷單元的故障預測模型通過以下算法公式實現，并結合設備的通訊過程進行優化：
9.根據權利要求1所述的多協議兼容的半導體設備通訊系統，其特征在于，所述系統支持通過設置IP地址和端口進行網絡連接和設備通訊，所述通訊指令由指令長度、指令頭部和指令主體組成，所述指令頭部包括設備ID、指令組和具體指令。
10.根據權利要求1所述的多協議兼容的半導體設備通訊系統，其特征在于，所述設備通訊過程包括多種指令，所述指令包括：驗證設備通訊的指令S1F1、獲取SVID的指令S1F3、設備報警上報的指令S5F1、設備事件上報的指令S6F11，以及設備狀態報告的指令S1F4、設備重置指令S2F41。
...【技術特征摘要】
1.一種多協議兼容的半導體設備通訊系統，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的多協議兼容的半導體設備通訊系統，其特征在于，所述第一協議為secs-i協議，所述第二協議為secs-ii協議。
3.據權利要求1所述的多協議兼容的半導體設備通訊系統，其特征在于，所述第一通訊模塊通過串口接口與半導體設備進行通訊，所述串口接口包括dp9接口和dp25接口，使用rs232傳輸層實現數據傳輸，并依賴硬件控制的時序控制，其中secs-i協議的通訊過程包括以下步驟：
4.根據權利要求1所述的多協議兼容的半導體設備通訊系統，其特征在于，所述第二通訊模塊通過網絡接口與半導體設備進行通訊，所述網絡接口為rj45接口，使用hsms協議實現數據傳輸，且無需時序控制，支持雙向數據傳輸；所述secs-ii協議通過基于tcp/ip的hsms協議實現，采用字節流傳輸形式，數據處理流程包括數據封裝、字節流拆包、狀態反饋確認步驟，確保數據實時傳輸，并支持設備狀態反饋。
5.根據權利要求1所述的多協議兼容的半導體設備通訊系統，其特征在于，所述配置模塊實現通過附加硬件進行串口轉網口的轉換，實現基于rs232的串口...
【專利技術屬性】
技術研發人員：程標，周偉寬，
申請(專利權)人：南京蘇芯科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
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