早在工厂生产自动化应用普及之前，绝大多数设备处于“离线”状态，设备状态的监控和所有操作都是由操作人员在用户界面实现的。即便是这样，半导体设备也仍然要遵守严格的安全作业规范。伴随半导体芯片的生产制造自动化程度不断提高，需要操作人员设备端的操作越来越少，产品的调度，物料的搬运和产品作业的管理全部由工厂CIM系统完成，甚至出现了“无人产线”，“黑灯工厂”。这样是不是说设备的控制权完全交给工厂了呢？现实是，设备在保养，故障排除和调试时仍需要有人员在设备旁边工作。那么这就引出了一个非常重要的问题，怎么协调设备本地操作和工厂主机远程操作之间的关系，以确保自动化生产不被干扰，并保证设备操作人员的安全？GEM标准给出了一个解决方案：控制状态机（Control State Model）。
一． GEM控制状态模型
控制状态机(Control State Model)定义了主机和设备之间的协作级别。一台设备可能的控制状态包括：
- ON-LINE
- Local
- Remote
- OFF-LINE
- Host Off-Line
- Equipment Off-Line
- Attempt On-Line
(摘自：SEMI E30 Control State Model Diagram）
二． GEM各控制状态下的设备行为
OFF-LINE
设备控制状态处于OFF-LINE状态时，设备的操作由操作员在操作员控制台进行，消息传输是可能的。但是绝大多数用于状态查询和远程操作的消息传递都将收到严格限制。特点如下：
- 设备只应响应和处理收到的S1F13和S1F17主消息。其余均以SxF0 回复，x为收到主消息的Stream编号。
- 设备只应处理收到的S1F14和S1F2次消息，其余均应丢弃。
- 设备只应发送S1F13、S9Fy和S1F1主消息。
- 设备只应发送S1F14和S1F18 次消息。
- 不会有消息进入Spooling。
ON-LINE LOCAL
设备控制状态处于ON-LINE LOCAL状态时，设备的运行由操作人员的直接动作来实现。所有操作指令应可在设备的本地操作员控制台输入。同时工厂主机（Host）具有以下能力和限制:
- 主机禁止使用引起物理移动或启动处理的远程命令。
- 在工艺处理过程中，禁止主机修改任何影响该工艺的设备常数。其他设备常数可以在加工过程中变化。当没有工艺进行时，主机应能修改所有可用的设备常数。
- 主机应能够上传和下载配方，只要该操作不影响当前正在执行的任何配方。
- 主机应能够配置数据自动上报功能，包括报警（Alarm）， 事件（Event），及追踪（Trace）。
- 主机应能够查询设备的数据，包括状态变量（Status Variable）， 设备常量（Equipment Constant），事件报告（Event Report），配方列表（EPPD），报警列表及报警状态。
- 主机和设备应均能够执行GEM中定义的终端服务（Terminal Service）。
ON-LINE REMOTE
设备控制状态处于ON-LINE LOCAL状态时，工厂主机应能够通过通信接口执行必要的远程命令，以自动化的方式在整个过程周期中操作设备。处于REMOTE状态时，设备不应限制工厂主机的远程操作。
- 应允许对设备进行配置，在特定的非紧急程序中限制操作人员的本地操作。以确保设备本地操作不会干扰设备的自动生产和主机的远程控制。
- 控制功能应由主机与本地操作员进行一定程度的共享。至少，操作人员应该有能力改变控制状态，启动紧急停止和中断处理（ 例如，停止、中止或暂停）。
三． 控制状态切换的触发条件
ON-LINE/LOCAL -> ON-LINE/REMOTE
GEM中规定，当操作人员在用户界面上发起切换到ON-LINE/REMOTE状态的请求，可以触发此状态变化。但目前，相当数量的工厂要求设备支持工厂主机通过远程命令在LOCAL和REMOTE之间进行状态切换。
ON-LINE/REMOTE -> ON-LINE/LOCAL
GEM中规定，当操作人员在用户界面上发起切换到ON-LINE/REMOTE状态的请求，可以触发此状态变化。但目前，相当数量的工厂要求设备支持工厂主机通过远程命令在LOCAL和REMOTE之间进行状态切换。
ON-LINE -> OFF-LINE/Equipment OFF-LINE
操作人员用户界面上发起切换到OFF-LINE的请求。
ON-LINE -> OFF-LINE/Host OFF-LINE
工厂主机通过S1F15消息发起设备切换到OFF-LINE的请求。
OFF-LINE/Equipment OFF-LINE -> ON-LINE
操作人员用户界面上发起切换到OFF-LINE的请求，设备切换到OFF-LINE/Attempt ON-LINE，并向工厂主机发送S1F1消息，如果无通讯错误并收到S1F2回复。状态成功切换到ON-LINE的默认子状态。
OFF-LINE/Host OFF-LINE -> ON-LINE
工厂主机通过S1F17消息发起设备切换到ON-LINE的请求。
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