【應(yīng)用方案】一分鐘了解半導(dǎo)體行業(yè)國產(chǎn)通訊方案

隨著半導(dǎo)體行業(yè)的快速發(fā)展，半導(dǎo)體通訊設(shè)備國產(chǎn)化的需求日益強(qiáng)烈，ZLG致遠(yuǎn)電子基于行業(yè)需求，推出系統(tǒng)的DeviceNet主從站控制和網(wǎng)關(guān)通訊方案。

半導(dǎo)體行業(yè)中DeviceNet的應(yīng)用

半導(dǎo)體行業(yè)中設(shè)備一般分為前道設(shè)備和后道設(shè)備。前道是指晶圓制造廠的加工過程，在空白的硅片完成電路的加工，出廠產(chǎn)品依然是完整的圓形硅片。后道是指封裝和測試的過程，在封測廠中將圓形的硅片切割成單獨(dú)的芯片顆粒，完成外殼的封裝，最后完成終端測試，出廠為半導(dǎo)體產(chǎn)品。

圖1 半導(dǎo)體工藝流程及對(duì)應(yīng)設(shè)備

（資料來源：華安證券、國元證券、云岫資本）

半導(dǎo)體設(shè)備的控制系統(tǒng)要求信息傳輸速度快，精度高，從而對(duì)網(wǎng)絡(luò)的要求也比較高。DeviceNet因其開放、高效、低價(jià)、抗干擾能力強(qiáng)、測量及控制精度高等特點(diǎn)，目前被廣泛應(yīng)用于技術(shù)含量較高的半導(dǎo)體設(shè)備中。DeviceNet不僅降低了系統(tǒng)的復(fù)雜性，還減少了設(shè)備通信的電纜硬件接線，提高系統(tǒng)可靠性，降低安裝、維護(hù)成本，是分布式控制系統(tǒng)的理想解決方案。

國產(chǎn)一站式DeviceNet主從站控制方案

廣州致遠(yuǎn)電子股份有限公司作為DeviceNet協(xié)會(huì)ODVA的會(huì)員，長期致力于DeviceNet產(chǎn)品的研發(fā)與推廣，現(xiàn)已自主研發(fā)了DeviceNet從站設(shè)備、主站接口卡、協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)和總線分析儀等，并且所有的設(shè)備均通過ODVA一致性測試，所有的產(chǎn)品均可提供定制服務(wù)。

半導(dǎo)體設(shè)備的DeviceNet網(wǎng)絡(luò)主站主要采用工控機(jī)+PCI/CPCI接口主站卡的方式，與PC進(jìn)行通訊。半導(dǎo)體中設(shè)備控制量包括閥的開關(guān)、門的開關(guān)、壓力的開關(guān)、MFC流量、晶圓檢測、報(bào)警信號(hào)、節(jié)流閥、泵、射頻等信號(hào)，這些信號(hào)與網(wǎng)絡(luò)相連接的方式分為兩種：簡要的開關(guān)量數(shù)字信號(hào)主要是通過IO模塊，作為DeviceNet的一個(gè)從站連接到網(wǎng)絡(luò)；其他信號(hào)如節(jié)流閥、射頻（包括正向頻率、讀取、過溫報(bào)警信號(hào)、安全互鎖等）、MFC信號(hào)的控制參數(shù)非常多，就需要選擇支持DeviceNet通訊方式的設(shè)備，作為一個(gè)獨(dú)立的從站與主站進(jìn)行通訊，從而進(jìn)行精確的控制。

半導(dǎo)體設(shè)備的DeviceNet網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成包括主站（PLC或插卡式工控機(jī)）、設(shè)備從站、連接器，主要連接IO模塊、MFC質(zhì)量流量計(jì)、閥組、滑軌、溫控器、射頻、節(jié)流閥等。結(jié)構(gòu)如下圖所示。

圖2DeviceNet通訊方案

DeviceNet主站卡集成2路CAN通道，每個(gè)CAN通道都集成完全的電氣隔離保護(hù)和防浪涌保護(hù)，保證性能穩(wěn)定。同時(shí)提供強(qiáng)大的軟件支持，包括DeviceNet函數(shù)庫、DeviceNet測試軟件、EDS配置軟件、OPC服務(wù)器等，支持最多63個(gè)DeviceNet從?站節(jié)點(diǎn)。目前已經(jīng)大量應(yīng)用于電焊機(jī)、流量計(jì)、半導(dǎo)體設(shè)備等領(lǐng)域中的數(shù)據(jù)采集與處理。

XGate-DVN11是一款DeviceNet從站協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊，其內(nèi)部已經(jīng)集成了DeviceNet從站協(xié)議棧代碼。XGate-DVN11支持高達(dá)128字節(jié)I/O報(bào)文、250字節(jié)顯式報(bào)文傳輸，小巧的體積?，方便嵌入到用戶設(shè)備中，并提供EDS文件和程序固件定制服務(wù)。用戶無需進(jìn)行二次開發(fā)，僅需控制器提供一路串口就可實(shí)現(xiàn)與XGate-DVN11的數(shù)據(jù)交互。

另外，ZLG致遠(yuǎn)電子基于半導(dǎo)體市場需求，推出DeviceNet轉(zhuǎn)Modbus協(xié)議轉(zhuǎn)換器、CANopen轉(zhuǎn)Modbus協(xié)議轉(zhuǎn)換器、OPC-UA轉(zhuǎn)Modbus協(xié)議轉(zhuǎn)換器等各類現(xiàn)場總線協(xié)議轉(zhuǎn)換器。圖3DeviceNet/CANopen等協(xié)議轉(zhuǎn)換器系列

半導(dǎo)體行業(yè)國產(chǎn)網(wǎng)關(guān)通訊方案

除了半導(dǎo)體設(shè)備DeviceNet通訊外，半導(dǎo)體產(chǎn)線上還需要其他通訊方式進(jìn)行信息互通、績效管理和簡化運(yùn)維。串行接口是工業(yè)現(xiàn)場簡易前端設(shè)備的主流接口，為使設(shè)備能快速并入以太網(wǎng)，使其實(shí)現(xiàn)集中式監(jiān)控管理，ZLG致遠(yuǎn)電子提供內(nèi)嵌TCP/IP協(xié)議棧的八通道工業(yè)級(jí)串口服務(wù)器GCOM80-2NET，其具備數(shù)據(jù)采集傳輸、邊緣計(jì)算、數(shù)據(jù)加密、設(shè)備登錄管理功能，實(shí)現(xiàn)了RS485和以太網(wǎng)的雙向傳輸，多種配置方式和多種工作模式，讓用戶不用做復(fù)雜的開發(fā)工作。

在半導(dǎo)體產(chǎn)線的監(jiān)控系統(tǒng)中，GCOM80-2NET負(fù)責(zé)將電力系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、污水系統(tǒng)、空壓系統(tǒng)等各系統(tǒng)PLC控制設(shè)備、儀表、傳感器等數(shù)據(jù)，通過串口和以太網(wǎng)數(shù)據(jù)雙向傳輸，傳送到監(jiān)控中心服務(wù)器，保證數(shù)據(jù)的穩(wěn)定可靠。如下圖所示。

圖4多通道網(wǎng)關(guān)通訊方案