SEMI E37

SEMI E37 HSMS概述

引言

SEMI E37 高速SECS消息服务（HSMS）标准为半导体设备制造商提供了一种高效的通信解决方案，使得不同设备之间能够实现无缝连接和互操作，而无需深入了解彼此的实现细节。HSMS旨在替代传统的SEMI E4（SECS-I）协议，适用于需要更高通信速度或简单点对点拓扑无法满足需求的场景。SEMI E4仍然可以在不需要HSMS特性的其他应用场景中使用。 SEMI E37中主要包括的内容有：HSMS 消息服务术语定义，HSMS 状态机及交互场景，和 HSMS 消息结构。

术语定义

  • 连接（Connection）：在TCP/IP局域网上建立的两个实体之间的逻辑连接，用于交换消息。
  • 实体（Entity）：与TCP/IP连接端点关联的应用程序。
  • 发起者（Initiator）：请求HSMS服务的实体，通过发送适当的HSMS消息来请求服务。
  • 接收者（Receiver）：接收消息的HSMS实体。
  • 远程实体（Remote Entity）：相对于连接的一个特定端点，远程实体是与连接的另一个端点关联的实体。
  • 本地实体（Local Entity）：相对于连接的特定端点，本地实体是与该端点关联的实体。
  • 消息（Message）：单向通信的完整单元，由消息长度、消息头和消息文本组成。HSMS消息可以是数据消息或控制消息。
  • 会话（Session）：为交换HSMS消息而在两个实体之间建立的关系。
  • 会话ID（Session ID）：一个16位无符号整数，用于标识特定会话实体之间的特定会话。

HSMS状态机

（图片来源： SEMI E37）

  • NOT CONNECTED：实体已准备侦听或发起TCP/IP连接，但尚未建立任何连接。
  • CONNECTED：已建立TCP/IP连接，包含NOT SELECTED和SELECTED两个子状态。
    • CONNECTED的一个子状态，在这个子状态中没有建立HSMS会话或者之前建立的任何HSMS会话已经结束。
    • CONNECTED的一个子状态，其中至少已经建立了一个HSMS会话。这是HSMS的正常“操作”状态:数据消息可以在这种状态下交换。它在状态图中被突出显示。

HSMS超时

  • T3：HSMS协议应答超时。
  • T5：连接分离超时，用于防止TCP/IP连接过度活动。
  • T6：控制交互超时，定义了在通信故障被认为发生之前，HSMS控制交互可以保持打开的最大时间。
  • T7：连接空闲超时，定义了在认为发生了通信故障之前，从建立TCP/IP连接到使用该连接进行HSMS通信之间可能发生的最大时间。
  • T8：网络字符间超时，定义了在通信故障被认为发生之前，从接收到一个完整的HSMS消息的任意两个连续字节之间可能发生的最大时间。

HSMS 交互规范：

E37 中规范了设备和主机之间在协议层的一组交互流程，包括：

  • 建立TCP/IP连接：过程在RFC 793中定义，HSMS将实体限制为被动模式或主动模式。
  • 终止TCP/IP连接：终止连接是建立连接的逆逻辑，HSMS只允许当连接处于CONNECTED状态的NOT SELECTED子状态时终止连接。
  • Select ： 用于基于TCP/IP连接上使用控制交互中的 Select.req 和 Select.rsp 建立HSMS通信
  • 并发Select ：如果附属标准不限制Select的使用，则两个实体可能同时启动具有相同Session ID的Select 步骤。 在这种情况下，每个实体应通过响应Select .rsp来接受另一个实体的选择请求。
  • 数据消息交互：只要连接处于SELECTED状态，任何一个实体都可以发起HSMS数据消息。数据消息可以进一步定义为数据交互的一部分
  • Deselect：Deselect 步骤用于在中断TCP/IP连接之前为HSMS 的通讯提供一个得体的结束
  • LinkTest：Linktest用于确定TCP/IP和HSMS通信的操作完整性。在CONNECTED状态下随时可以使用Linktest
  • Separate：在中断TCP/IP连接之前，Separate 步骤用于突然终止实体的HSMS通信。当使用Separate时，HSMS要求连接处于SELECTED状态。
  • Reject： 用于响应在不适当的上下文中接收到的有效的HSMS消息。

HSMS消息通用格式

HSMS消息作为单个连续字节流按以下顺序传输：

  • 消息头（Message Header）：一个10字节的字段，包含Session ID、Header Byte 2、Header Byte 3、PType、SType和System Bytes。
  • 消息文本（Message Text）：包含实际的数据内容。

下图为E37中对消息头中各项参数的总结。

（图片来源： SEMI E37）

参数建议

E37 HSMS 通信通信协议参数包括T3, T5, T6, T7, T8 等超时设置，HSMS 连接模式， 本地和远端IP 地址。作为通信双方的约定规范，SEMI E37 分别给出了设备端和主机端的参数设置建议。

设备（Equipment）：建议的参数设置。

（图片来源： SEMI E37）

主机（Host）：建议的参数设置。

（图片来源： SEMI E37）

附属标准

SEMI E37.1-0819：高速SECS消息服务单会话模式（HSMS-SS）规范。

SEMI E37.2 – 95（已撤销）：高速SECS消息服务通用会话模式。

结语

HSMS为半导体行业提供了一种高效、可靠的通信协议，适用于需要高速数据传输和复杂拓扑结构的应用场景。通过理解HSMS的基本概念、状态机、消息格式和参数设置，技术人员可以更好地实现设备之间的互操作性和通信效率。

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