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试述移植SECS/GEM半导体设备自动化系统设计查抄袭率

收藏本文 2024-03-23 点赞:5688 浏览:14678 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:随着半导体制造工艺的进展,晶圆尺寸不断增大,现在300mm晶圆已成为行业主流晶圆尺寸,而300mm晶圆的半导体后段制造对设备和生产自动化的要求都大大提升。本论文在此行业背景下,依据SEMI(国际半导体设备材料产业协会)制定的SECS/GEM国际行业标准,基于ARM9嵌入式工业制约平台和接口,设计了300mm晶圆后段制造嵌入式自动生产制约系统,基本实现了300mm晶圆IC后段制造的生产自动化。本论文首先对行业的进展情况作了介绍并详细剖析了SECS/GEM半导体设备自动化标准。SECS/GEM按协议功能分为了SECS-Ⅰ/HS层、SECS-Ⅱ层和GEM层。SECS-Ⅱ/HS层为传输层,定义了数据如何在设备和主机间进行物理传输,SECS-Ⅰ基于串口RS-232通信,而HS则基于TCP/IP进行通信;SECS-Ⅱ定义所传送消息的数据格式;GEM即通用设备模型,定义了通用的半导体设备行为功能。然后设计了基于三星S3C2440的ARM9处理器的半导体自动制约嵌入式开发板,同时对接口电路也进行了设计。开发板集成了常用的存储系统及众多的组网调试接口,接口电路板则对SECS/GEM消息和半导体机台的电平信息进行相互转换,此硬件平台完全满足自动制约的需求。接下来对软件系统进行了详细设计,这部分包含了五、六、七三章:第五章在开发板上移植了嵌入式Linux操作系统并设计了SECS/GEM软件整体架构;第六章则设计了SECS-Ⅰ/HS传输层软件;第七章在此基础上完成了SECS-Ⅱ和GEM层软件的设计工作。最后对所设计的SECS/GEM软硬件半导体嵌入式制约平台进行了全面的、系统的测试,验证了此自动化系统基本满足了300mm晶圆IC后段制造自动化的需求;同时也对行业的进展前景和后续的探讨工作进行了展望。关键词:SECS/GEM论文HS论文ARM9论文Linux移植论文半导体设备自动化论文

    摘要4-5

    ABSTRACT5-10

    第一章 引言10-17

    1.1 半导体300mm晶圆集束设备介绍10

    1.2 什么是CIM10-11

    1.3 半导体后段制造及其自动化11-12

    1.4 SEMI组织和相关集束设备标准12-15

    1.4.1 SEMI组织介绍12

    1.4.2 SEMI集束设备架构12-14

    1.4.3 SECS/GEM协议介绍14

    1.4.4 针对该协议簇国内外相关的探讨情况14-15

    1.5 基于ARM9的嵌入式平台及相关接口15

    1.6 主要工作15-17

    第二章 SECS/GEM半导体设备自动化通信模型的构建17-34

    2.1 SECS/GEM分层模型总框架17-18

    2.2 SECS-Ⅰ协议剖析18-21

    2.3 SECS-Ⅱ协议剖析21-24

    2.3.1 Stream分类21-22

    2.3.2 SECS-Ⅱ报文格式22-24

    2.3.3 SECS-Ⅱ会话方式24

    2.4 HS协议剖析24-29

    2.4.1 HS报文格式24-26

    2.4.2 HS状态转换26-27

    2.4.3 HS会话及时延27-29

    2.5 GEM协议剖析29-33

    2.5.1 GEM设备状态模型30-32

    2.5.2 设备功能32-33

    2.6 本章小结33-34

    第三章 基于ARM9的工业制约平台的设计34-47

    3.1 ARM概述34-35

    3.2 ARM9的制约平台的总体硬件设计35-36

    3.3 ARM9存储系统设计36-39

    3.4 系统电源电路设计39-41

    3.5 时钟电路设计41

    3.6 串口电路设计41-42

    3.7 JTAG接口电路设计42-43

    3.8 USB接口电路设计43

    3.9 以太网接口电路设计43-44

    3.10 其他接口电路设计44-46

    3.11 本章小结46-47

    第四章 系统接口设计47-56

    4.1 总体设计案例47-48

    4.2 接口模块总体设计案例48-49

    4.3 PIC单片机模块49-50

    4.4 光电隔离输入模块50-51

    4.5 继电器输出模块51-54

    4.6 USB电路模块54-55

    4.7 本章小结55-56

    第五章 Linux移植及软件总体设计56-65

    5.1 系统总体设计56-57

    5.2 Linux系统的移植57-62

    5.3 SECS-Ⅰ/HS通信模块62-63

    5.4 SECS-Ⅱ报文管理模块63

    5.5 GEM运用模块63-64

    5.6 本章小结64-65

    第六章 HS/SECS-Ⅰ通信模块设计65-76

    6.1 TCP通信模型65-66

    6.2 Linux下TCP套接字接口66-68

    6.3 HS报文剖析模块68-69

    6.4 HS通信制约模块69-70

    6.5 报文管理模块70-71

    6.6 SECS-Ⅰ通信接口层的设计71-75

    6.6.1 通信接口初始化71-72

    6.6.2 SECS-Ⅰ消息接收处理72-75

    6.6.3 SECS-Ⅰ消息发送处理75

    6.7 本章小结75-76

    第七章 SECS-Ⅱ/GEM层软件设计76-86

    7.1 SECS-Ⅰ/HS报文数据格式76-77

    7.2 SECS-Ⅱ消息设计77-81

    7.3 SECS-Ⅱ消息剖析81-84

    7.4 GEM设备通用功能的数据结构84

    7.5 GEM数据采集系统设计84-85

    7.6 本章小结85-86

    第八章 SECS/GEM系统测试86-94

    8.1 接口电路的测试86-88

    8.2 ARM9工控平台移植Linux的测试88-89

    8.3 系统综合测试89-93

    8.4 本章小结93-94

    第九章 总结与展望94-96

    致谢96-97

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