2. SEMI标准体系与通信协议基础
在EAP与AMHS协同控制工程中，SEMI标准体系是设备与主机之间“能对话、能交接、能追踪”的共同语言。若把EAP看作工厂的调度大脑，AMHS看作搬运手脚，那么SEMI标准就是神经与协议层：SECS-II定义消息内容，HSMS定义消息如何在TCP/IP上传输，GEM定义设备应具备哪些标准行为与状态模型，E84定义载具在设备与AMHS之间的物理交接信号，E87定义载具追踪的标识与位置一致性，E90/E94/E116则分别覆盖子系统通信、控制作业管理和设备性能追踪等协同接口。理解这些标准的边界与配合关系，是后续EAP与AMHS联调、排障和产能优化的基础。
一、从消息到行为：SECS-II、HSMS与GEM的分层关系
SECS-II（SEMI E5）规定的是“消息长什么样”。它用流（Stream）和功能（Function）编号标识消息类型，例如S1F1是主机询问设备是否在线，S1F2是设备回复在线；S2F41是主机下发远程命令，S2F42是设备回复命令执行结果。每条消息由若干数据项（Item）组成，数据项有格式码，如A（ASCII）、U1/U2/U4（无符号整数）、L（列表）、B（二进制）等。实际工程中，EAP侧通常用SECS-II消息模板来定义每条消息的字段顺序和类型，例如S2F41的PPID用A类型，端口号用U1类型。
HSMS（SEMI E37）解决的是“消息怎么在网络上跑”。它把SECS-II消息封装成HSMS消息，通过TCP连接传输，支持主动/被动连接模式，并用Select、Deselect、Linktest等控制消息维护链路状态。典型配置中，EAP作为主动方连接设备的被动端口，端口号常设为5000，设备侧T3超时设为45秒，T5连接分离超时设为10秒，T6控制事务超时设为5秒，T7未选择超时设为10秒，T8网络字符间超时设为5秒。这些定时器直接决定通信异常时EAP能否快速判断链路断开并触发重连。
GEM（SEMI E30）则规定“设备应该具备哪些标准行为”。它不替代SECS-II和HSMS，而是在其上定义一套设备模型：通信状态、控制状态、设备状态、事件报告、报警管理、变量收集、远程命令等。例如，GEM要求设备支持S1F3/S1F4查询状态变量、S2F33/S2F34定义报告、S2F35/S2F36链接事件与报告、S2F37/S2F38启停事件报告。EAP与AMHS协同中，当AMHS把载具送到设备端口后，设备通过GEM事件（如“载具到达”）通知EAP，EAP再根据E87追踪信息确认载具ID与位置，进而触发后续加工或搬运。
二、E84载具交接：AMHS与设备之间的物理握手
E84是AMHS与设备之间最“硬”的接口标准，它规定载具在设备端口与搬运车/机械手之间交接时的并行I/O信号时序。典型信号包括：LZ（Load Zone）表示载具已进入交接区，UD（Unload Zone）表示载具可被取走，VALID表示载具存在且有效，CS_0/CS_1是搬运方与设备方的握手请求与应答，HO_AVBL表示搬运方可用。实际调试中，EAP需要监控这些信号的状态变化，并在超时（如LZ有效后30秒内未收到CS_1）时触发报警。例如，当AMHS将FOUP放到设备Load Port后，设备检测到LZ=1，随后拉高CS_0请求交接，AMHS回复CS_1，双方确认后设备释放载具，AMHS再拉高UD表示可取走。若CS_0与CS_1同时为高超过2秒，则判定为信号冲突，需检查双方I/O极性配置。
三、E87载具追踪：让每一片载具“有身份、有位置”
E87解决的是载具在工厂内移动时的身份与位置一致性。它要求每个载具具有唯一ID（如FOUP ID），每个存储位、端口、设备腔体具有位置ID，并通过载具ID与位置ID的绑定关系实现追踪。EAP与AMHS协同中，当AMHS搬运载具时，EAP通过E87消息（如S3F17/S3F18）查询或更新载具位置；当设备完成加工后，EAP根据E87状态判断载具是否可被AMHS取走。实际工程中，常见做法是：AMHS在取放载具时向EAP发送位置更新请求，EAP校验载具ID与目标位置ID是否匹配，若匹配则更新追踪数据库并回复确认；若不匹配则拒绝并触发异常处理。例如，载具ID为“FOUP-00123”，目标位置为“LP01”，若EAP数据库中该载具当前绑定位置为“LP02”，则拒绝AMHS的取放请求，防止错搬。
四、E90/E94/E116：协同控制的扩展接口
E90定义子系统通信，常用于AMHS内部子系统（如OHT、Stocker、Lifter）之间的消息交互，EAP可通过E90接口获取AMHS子系统状态和搬运能力。E94定义控制作业管理，用于EAP向AMHS下发搬运作业、查询作业状态、取消作业等，典型消息包括作业创建、作业派发、作业完成通知。E116定义设备性能追踪，用于采集设备运行状态、故障、产能等数据，EAP可结合E116数据与AMHS搬运记录进行协同分析。例如，当EAP通过E94向AMHS下发“将FOUP-00123从LP01搬到Stocker-A”的作业后，AMHS返回作业ID，EAP再通过E90查询OHT位置，通过E116获取设备可用性，最终判断该作业能否按时完成。若设备E116数据显示“Down”，则EAP应暂停派工并通知AMHS取消或改派作业。
总结来看，SEMI标准体系不是孤立条文的堆砌，而是一条从“消息内容”到“传输会话”到“设备行为”再到“物理交接与追踪”的完整协同链。EAP工程师需要同时理解SECS-II的字段语义、HSMS的链路状态、GEM的状态模型、E84的信号时序、E87的追踪逻辑以及E90/E94/E116的扩展接口，才能在AMHS协同控制中做到“消息不丢、状态不错、载具不丢、位置不乱”。