开放架构助力半导体前道设备国产化（氧化扩散、刻蚀、离子注入...）
开放架构助力半导体前道设备国产化（氧化扩散、刻蚀、离子注入...）
设备国产化包括设备制成，传感控制，各种工艺参数的精准检测和控制，工艺优化算法的实现等。由于半导体控制的复杂性和精密性，国外多采用专用的工业PC总线卡，通过实时系统（例如Vxworks、QNX等）进行控制。
设备国产化一般采用以下两种方式，
1、使用ARM,DSP等架构从软件硬件底层重新开发，优点是可以达到完全可控和最高性价比，缺点是前期研发投入大，时间长，升级困难等。
2、使用成熟开放的PC架构，Linux或实时OS，开发应用软件进行工艺算法迭代。
研华开放架构半导体前道设备国产化方案，提供针对行业需求的工业电脑，各种IO板卡，嵌入式一体机，模块化分布式方案等，并提供行业需求IO定制服务。Linux和国产操作系统驱动，QNX实时系统寄存器读写开发支持等。
系统应用架构如下
数据采集硬件说明
针对控制系统点数较多的需要毫秒级控制精度的工艺，使用多通道采集卡方案和LINUX系统，实现上千点的测量与控制。研华PCI&PCIE总线数据采集卡提供多通道采集、26位的高分辨率微小信号与应变检测、编码器与模拟量同步采集等。
本系统使用的部分规格如下：
产品型号 | 产品说明 |
|---|---|
PCIE-1612C-AE | 4端口RS-232/422/485 PCIE通讯卡带浪涌保护和隔离 |
PCIE-1622C-AE | 8端口RS-232/422/485 PCIE通讯卡带浪涌保护和隔离 |
PCIE-1758DIO-AE | 128通道隔离数字I/O PCIE卡 |
PCIE-1760-AE | 8通道Relay和8通道隔离数字输入PCIE卡 |
PCIE-1763AH-AE | 16通道 SSR(AC) & 16通道隔离DI PCIE卡 |
PCIE-1763DH-AE | 16通道 SSR(DC) & 16通道隔离DI PCIE卡 |
PCIE-1805-AE | 1MS/s, 16位, 32通道PCIE模拟输入卡 |
PCIE-1824-AE | 16位 ,32/16通道模拟输出卡 |
关联系统采用分布式iDAQ系统和一体机。iDAQ是研华专为严苛工业环境下进行总线式高速采集与控制应用而打造的系列产品，增加多项专门设计以保证工业现场应用的可靠性。
MIC-1800系列是在工业电脑X86或ARM主板上整合了多功能数据采集功能，包括16通道模拟量输入，2通道模拟量输出、24通道通用数字量输入输出、计数器等，产品采用无风扇设计，提供嵌入式操作系统和完整的软件驱动。
本项目使用的部分规格如下：
产品型号 | 产品说明 |
|---|---|
IDAQ-731-AE | 16通道隔离DI,16通道隔离DO iDAQ模块模块 |
IDAQ-763D-AE | 8通道SSR输出iDAQ模块 |
IDAQ-815-AE | 8通道24位，1kS/s/ch RTD输入 |
IDAQ-817-AE | 200kS/s,16-bit,8通道模拟输入iDAQ模块 |
IDAQ-821-AE | 50kS/s,16-bit,4通道模拟输出iDAQ模块 |
IDAQ-964-AE | 4槽独立式iDAQ模块机箱 |
MIC-1810-U0A1E | 数据采集一体机12位, 500 KS/s, 16通道 Celeron®，带iDoor扩展 |
MIC-1816-U0A1E | 数据采集一体机16位,1MS/s, 16通道 DAQ Celeron®，带iDoor扩展 |
数据采集软件说明
上位机采用windows系统，运行生产工艺管理和人机界面软件。
下位机根据需求采用linux系统或QNX实时系统。Linux提供完整的驱动和例程，定时采集，高速缓冲采集，触发采集，支持X86,ARM等CPU。
实时要求高的工艺采用实时QNX操作系统。QNX实时系统采用直接读写寄存器的方式。
QNX支持多种CPU，采用微内核结构。其核心仅提供4种服务：进程调度、进程间通信、底层网络通信和中断处理。其进程在独立的地址空间运行，其它OS服务都实现为协作的用户进程。系统可以实现微秒级的实时响应。另外，将本地设备和网络设备采用相同的访问形式，每个进程可以灵活访问全网络任意设备，实现全透明的网络连接。
利用研华开放架构半导体前道设备国产化方案，快速实现自主可控的国产化改造。国产化系统已在中芯国际、长江存储等可靠运行。
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