3. SECS-II 消息结构：Stream 与 Function 的概念
SECS-II（SEMI E5）是 SEMI 标准中定义的消息内容层协议，它规定了在 HSMS 或 RS-232 等传输层之上，如何组织设备与主机之间交换的“消息内容”。SECS-II 的核心抽象是 Stream（流） 和 Function（功能），它们共同构成了消息的“类型标识”。
3.1 Stream 与 Function 的定义
- Stream（流）：表示消息所属的类别或领域。例如，Stream 1 通常用于设备状态与控制，Stream 2 用于设备数据与参数，Stream 6 用于事件通知。Stream 编号范围是 0–127，其中 0–63 为 SEMI 标准定义，64–127 为用户自定义。
- Function（功能）：表示在特定 Stream 下的具体操作或消息类型。例如，Function 1 通常是“请求（Request）”，Function 2 是“数据（Data）”，Function 11 是“事件通知（Event Notification）”。Function 编号范围是 0–255。
一个完整的 SECS-II 消息由 SxFy 格式标识，其中 x 是 Stream 编号，y 是 Function 编号。例如：
- S1F1：Stream 1, Function 1 —— 通常是“Are You There”请求（设备状态查询）。
- S1F2：Stream 1, Function 2 —— 通常是“Are You There”响应（设备状态回复）。
- S6F11：Stream 6, Function 11 —— 通常是“Event Report”请求（事件报告）。
关键点：Stream 和 Function 的组合是唯一的消息标识符。主机和设备通过解析 SxFy 来理解消息的意图和上下文。
3.2 Message ID 与 WBit/EBit/DBit 标志位
每个 SECS-II 消息在消息头（Message Header）中包含一个 Message ID（也称为 System Bytes），用于唯一标识一次消息事务。此外，消息头中还包含三个重要的标志位：WBit、EBit 和 DBit，它们控制消息的行为和事务模式。
| 标志位 | 名称 | 含义 | 典型用途 |
|---|---|---|---|
| WBit | Wait Bit | 指示发送方是否期望收到回复（Reply）。 WBit = 1：需要回复；WBit = 0：不需要回复。 |
用于区分“请求-响应”事务（WBit=1）与“单向消息”事务（WBit=0）。 |
| EBit | End Bit | 指示当前消息是否为多块消息（Multi-block）的最后一块。 EBit = 1：最后一块；EBit = 0：还有后续块。 |
用于大消息的分块传输（Block Transfer）。 |
| DBit | Disconnect Bit | 指示发送方是否请求断开连接（仅用于 HSMS 控制消息）。 DBit = 1：请求断开；DBit = 0：正常消息。 |
用于 HSMS 会话管理（如 Separate 请求）。 |
测试提示：在测试中，WBit 是最常被检查的标志位。如果主机发送 WBit=1 的消息但设备未回复，则会导致事务超时。反之，如果 WBit=0 但设备仍然回复，则可能引发协议错误。
3.3 消息头（Message Header）字节解析
SECS-II 消息头是固定长度的 10 字节 结构，位于每个消息的最前面。消息头包含了路由、标识和控制信息。以下是消息头的字节布局：
| 字节偏移 | 字段名称 | 长度（字节） | 描述 |
|---|---|---|---|
| 0 | Length Byte 0 (MSB) | 1 | 消息体长度的高字节（大端序）。 |
| 1 | Length Byte 1 (LSB) | 1 | 消息体长度的低字节（大端序）。 |
| 2 | Device ID (MSB) | 1 | 设备 ID 的高字节（大端序）。 |
| 3 | Device ID (LSB) + Flags | 1 | 设备 ID 的低 7 位 + 最高位为 WBit。 |
| 4 | Stream | 1 | Stream 编号（0–127）。 |
| 5 | Function | 1 | Function 编号（0–255）。 |
| 6 | EBit + Block Number (MSB) | 1 | 最高位为 EBit，剩余 7 位为块号高字节。 |
| 7 | Block Number (LSB) | 1 | 块号低字节（大端序）。 |
| 8 | System Bytes (MSB) | 1 | Message ID 的高字节（大端序）。 |
| 9 | System Bytes (LSB) | 1 | Message ID 的低字节（大端序）。 |
常见解析错误：在测试中，经常发现设备 ID 与 WBit 共用一个字节（字节 3）。如果 WBit 被错误地置位或清零，可能导致设备 ID 解析错误，进而引发消息路由失败。务必使用位掩码（0x7F）提取设备 ID，使用 (byte & 0x80) 提取 WBit。
3.4 消息头解析示例
假设捕获到以下原始字节（十六进制）：
00 1A 00 81 01 02 80 01 00 0F
逐字节解析：
- 字节 0–1 (Length)：0x001A = 26 字节（消息体长度）。
- 字节 2–3 (Device ID + WBit)：0x00 0x81 → 设备 ID = 0x01（低 7 位），WBit = 1（最高位为 1）。
- 字节 4 (Stream)：0x01 → Stream 1。
- 字节 5 (Function)：0x02 → Function 2。
- 字节 6–7 (EBit + Block Number)：0x80 0x01 → EBit = 1（最高位），块号 = 0x0001。
- 字节 8–9 (System Bytes)：0x00 0x0F → Message ID = 15。
因此，该消息为 S1F2（响应消息），WBit=1（需要回复），EBit=1（最后一块），Message ID=15。
3.5 SECS-II 消息结构总览图
下图展示了 SECS-II 消息的整体结构，包括消息头与消息体的关系，以及关键字段的位置：
3.6 事务与消息的关联
在 SECS/GEM 通信中，一次 事务（Transaction） 通常由一对请求-响应消息组成，通过相同的 System Bytes（Message ID） 关联。例如：
- 主机发送 S1F1（请求），WBit=1，System Bytes=100。
- 设备回复 S1F2（响应），System Bytes=100，完成一次事务。
如果 WBit=0，则发送方不期望回复，事务仅包含一条消息（单向）。
测试要点：在测试工具中，通常通过监控 System Bytes 来验证事务的完整性。如果请求的 System Bytes 与响应的 System Bytes 不匹配，则说明事务异常。
3.7 本章小结
- Stream 与 Function 是 SECS-II 消息的类型标识，格式为 SxFy。
- WBit 控制是否需要回复，EBit 控制多块传输，DBit 用于 HSMS 断开。
- 消息头 是 10 字节的固定结构，包含长度、设备 ID、Stream、Function、块号、System Bytes 等关键字段。
- System Bytes 是事务的唯一标识，用于匹配请求与响应。