SEMI E84 Enhanced PI/O规范概述

 

引言

SEMI E84 定义了自动化物料搬运系统（包括 RGV、AGV、OHT 等）与半导体制造设备之间进行载具（如 FOUP、Cassette）交接时所使用的增强型并行 I/O 接口规范。（如下图所示）。该标准旨在提升交接过程的可靠性、时序一致性与错误处理能力。同时适用于 Interbay 与 Intrabay 物料运输场景。

（图片来源：SEMI E84）

SEMI E84规范包括的主要内容包括：

• 信号定义，包括装载台分配信号；
• 载具交接信号序列定义和时间图；
• 错误指示、检测和恢复；
• 连接器类型、信号和引脚分配；
• 位于由 SEMI E15.1 定义的装载台处的接口传感器单元尺寸

关键术语定义

• Active 端：通常指搬运设备（如 OHT、AGV）。
• Passive 端：通常指制造设备（如 Load Port）。
• E84 接口：作为两者之间的标准化物理与逻辑通信桥梁，确保信号同步与流程可控。
• AMHS 设备：Automated Material Handling System (AMHS) equipment 。 一种配备有载具搬运机器人，能够将载具在被动设备之间进行转移的设备。它包括RGV，AGV，OHT，OHS）以及Stoker。
• RGV: Rail Guided Vehicles，轨道导向车，一种根据轨道移动，使用手臂将载具从一台设备转移到另一台设备的自动物料搬运系统（AMHS）车辆。
• AGV: Automated Guided Vehicles，自动导向车。一种根据自动定向系统移动，使用手臂将载具从一台设备转移到另一台设备的自动物料搬运系统（AMHS）车辆。
• OHT：Overhead Hoist Transport，悬挂式吊运机，一种使用垂直装置将载具从一台设备转移到另一台设备的自动物料搬运系统（AMHS）车辆。
• OHS：Overhead Shuttle, 一种不使用垂直提升装置将载具从一台设备转移到另一台设备的自动物料搬运系统（AMHS）车辆。

PI/O 信号表与功能分类

E84 定义了完整的并行 I/O 信号集合，主要包括以下几类：

1. 状态信号：如 Carrier Present、Ready to Load/Unload
2. 控制信号：如 Load Request、Unload Command
3. 故障与安全信号：如 Error Indication、Safety Status
4. 识别与校验信号：如 Carrier ID Valid、Position Confirm

这些信号通过高低电平或脉冲变化来触发设备行为与状态转换。全部E84信号定义如下：

信号名	方向	描述
VALID	A->P	表示交互接口通信有效。
CS_0	A->P	指定用于载具（Carrier）交接的装载台。
CS_1	A->P	指定用于载具（Carrier）交接的装载台。
TR_REQ	A->P	向Passive端请求载具（Carrier）交接。
L_REQ	P->A	表明装载台被指定接收一个载具。L_REQ 总是表明载具被从Active端交接至Passive端。
U_REQ	P->A	表明装载台被指定卸载一个载具。U_REQ 总是表明载具被从Passive端交接至Active端。
READY	P->A	表明Passive端设备接受了Active端的交接请求。
BUSY	A->P	表明Active端正在处理载具交接的过程中。
COMPT	A->P	表明Active端完成了载具交接。
CONT	A->P	表示交接是连续性交接。
HO_AVBL	P->A	表明Passive端设备可用于交接，也有可能表明Passive端有错误。
ES	P->A	请求Active端马上停止交接动作。
VA	P->A	通知Active端Passive的HOS车辆到达。
AM_AVBL	A->P	通知Passive端HOS交互的搬运手臂是否可用。
VS_0	P->A	Passive端HOS的信号，用于通知Active端装载或者卸载的位置。
VS_1	P->A	Passive端HOS的信号，用于通知Active端装载或者卸载的位置。

 

交接过程与信号时序

SEMI E84 标准详细规定了 标准Passive设备， Interbay 设备在Load、Unload 及连续传送三种典型场景下的信号时间序列，确保双方在严格时序控制下完成载具交接，避免冲突或数据不同步。

时序图中涵盖：

• 信号发起顺序
• 响应最大延迟
• 状态保持时间
• 超时监测点

Passive设备的Unload 及 Unload 时序参考下图：

（图片来源： SEMI E84）

（图片来源： SEMI E84）

错误检测与超时处理机制

为提升系统鲁棒性，E84 明确了各类异常情况的检测与处理方式：

1. 信号超时设置：针对关键信号（如 Carrier Present、Handoff Complete）设置可配置的超时阈值，超时后触发错误恢复流程。

2. 错误行为分类

• Passive 侧检测错误：如载具未正确就位、信号冲突
• Active 侧检测错误：如设备未响应、信号序列异常

3. 安全与非安全状态处理：标准区分安全相关信号与普通控制信号，确保即使在故障情况下也能保障人员与设备安全。

详细内容请参考最新版本SEMI E84 文档。

总结

SEMI E84 Enhanced PI/O 接口规范是半导体工厂实现高效、可靠物料自动搬运的关键基础。它通过标准化的信号集、时序逻辑与错误处理机制，为设备与搬运系统之间的协同作业提供了清晰的技术依据，适合作为相关软件、固件及控制系统开发的重要参考。

如需了解SEMI E84解决方案，请联系support@kxware.com。

如需获取SEMI 标准文档， 请访问SEMI网站获取：https://www.semi.org/en/products-services/download-standards 。