SECS/GEM 系列：GEM 控制狀態

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什麼是 GEM 控制狀態？

GEM 控制狀態是 E30 GEM 的基本要求之一。它定義了主機與設備之間的協作層級，並規範了操作員在主機控制的不同層級上可進行的互動方式。

在半導體工廠中，主機或操作員可能負責控制設備的處理流程。若雙方同時控制設備，將會引發問題。當一方控制設備時，應限制另一方可執行的操作。例如，若操作員暫停處理流程，則不應允許主機發出命令以恢復處理或啟動新工作。GEM 控制狀態的設計目的，正是為了防止此類問題發生。

圖 1：SEMI E30 GEM 控制狀態模型

「控制狀態」提供三種基本的控制層級。每個層級皆說明主機端與設備端可執行的操作。

操作員可完全掌控該設備。
主機無法控制設備的運作，且資訊蒐集能力極為有限。
該設備僅會接受主機傳送的以下訊息：
- 用於建立 GEM 通訊的訊息（S1F13/F14）。
- 請求啟用「線上控制狀態」（S1F17），但僅限於當前有效狀態為「主機離線」（控制狀態模型中的轉換 #11）時。
- S1F2 嘗試上網時出現的「Are You There Response」。
該設備可能傳送給主機的主要訊息僅有以下幾種：
- 用於建立通訊的訊息 (S1F13)。
- S9Fx 訊息，但僅限於設備在離線狀態下通常會回應的訊息（即 S1F13 和 S1F17）。
- S1F1 當進入「嘗試連線」子狀態時，會向主機發送「Are You There Request」訊息。此訊息用於向主機請求許可，以便轉入「線上」狀態（轉變 #5）。
在離線狀態下，不會將任何訊息暫存。

「控制狀態模型」的設計旨在讓設備操作員對狀態機擁有比主機更大的控制權。此設計可保護操作員免受由主機觸發的意外狀態變更所影響。

設備操作員可透過操作介面選擇要啟用的「線上」子狀態。主機端無法選擇要啟用的「線上」子狀態。
設備端可將「控制狀態模型」置於「設備離線」狀態（轉換 #6）。處於此狀態時，主機無法請求切換至「線上」狀態。
主機端可將控制狀態轉為「主機離線」狀態（轉換 #10），但設備端可能會拒絕此請求。當處於「主機離線」狀態時，設備端可隨時嘗試轉為「在線」狀態，方法是先轉入「設備離線」狀態（轉換 #12），接著嘗試轉為「在線」狀態（轉換 #3）。

該設備必須具備顯示當前「控制狀態」的功能，以便操作人員知悉由誰在控制該設備。

該設備必須配備一個瞬時開關，用以觸發切換至「設備離線」狀態；另需配備另一個開關，用以嘗試從「設備離線」狀態切換回「在線」狀態。此開關可以是前面板上的硬體開關，但通常是透過軟體中的按鈕控制來實現的。

該設備必須配備一個離散式兩位元開關，供操作員用以指定所需的「線上」子狀態（本地或遠端）。此開關可以是前面板上的硬體開關，但通常透過軟體中的按鈕控制來實現。若以軟體方式實現，該設定必須儲存於非揮發性儲存裝置中。

在「控制狀態模型」中，狀態轉換 #1、#2、#4 及 #7 屬於條件狀態轉換。設備應用程式必須提供一種方式，用以設定應轉換至哪個狀態。這些設定可使用設備常數來進行。

條件轉移 #1 和 #2 決定了控制狀態模型在啟動時的初始狀態。控制這些轉移的配置可設定為以下任一狀態：

條件式轉換 #4 用於決定在設備嘗試進入「線上」狀態失敗後，應轉換至哪個狀態。此設定可設定為以下任一狀態：

條件轉換 #7 用於決定當控制狀態轉為「線上」時，應啟用哪個「線上」子狀態（本地或遠端）。此設定可設定為以下任一「線上」子狀態：

訊息編號	方向	說明
S1F1	Host <- Equipment	當設備嘗試連線（處於「嘗試連線」狀態）時，會向主機傳送此訊息。主機會透過傳送 S1F2 回覆訊息來授予權限。主機可透過傳送 S1F0 來拒絕權限，或讓訊息交易超時。
S1F15	主機 → 設備	主機傳送此訊息，以請求從「主機離線」轉為「線上」（轉換 #11）。
S1F17	主機 → 設備	主機傳送此訊息，以請求從「線上」狀態轉換為「主機離線」狀態（轉換 #10）。