專利名稱：光強(qiáng)數(shù)據(jù)總線系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種步進(jìn)掃描投影光刻機(jī)并行控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸總線協(xié)議，更進(jìn)一步而言，涉及一種基于異步時(shí)序規(guī)劃、消息傳遞、數(shù)據(jù)同步廣播的數(shù)據(jù)傳輸總線協(xié)議，以及一個(gè)由總線控制器、數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊組成的、按照該數(shù)據(jù)傳輸總線協(xié)議并行協(xié)調(diào)工作的總線系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
步進(jìn)掃描投影光刻機(jī)的主要任務(wù)之一是實(shí)現(xiàn)高精度光學(xué)標(biāo)記對準(zhǔn)過程。為使掩模上圖像準(zhǔn)確的被曝光在硅片上的指定位置，需要精確標(biāo)定光刻機(jī)各部件的空間位置關(guān)系，尤其是掩模、掩模臺(tái)、硅片、硅片臺(tái)。精確標(biāo)定通過各種標(biāo)記的對準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)。步進(jìn)掃描光刻機(jī)光學(xué)標(biāo)記對準(zhǔn)包含很多種情況，按精度要求可以分為粗對準(zhǔn)、精對準(zhǔn)等不同對準(zhǔn)精度的對準(zhǔn)過程；按對準(zhǔn)對象可以分為掩模臺(tái)標(biāo)記-掩模標(biāo)記對準(zhǔn)、硅片臺(tái)標(biāo)記-硅片標(biāo)記對準(zhǔn)、硅片標(biāo)記-掩膜標(biāo)記對準(zhǔn)等不同情況。如圖1所示，要實(shí)現(xiàn)任何一類光學(xué)標(biāo)記對準(zhǔn)過程，都涉及到如何將一個(gè)光學(xué)標(biāo)記的空間像(為方便起見，稱對應(yīng)光學(xué)標(biāo)記為投影光學(xué)標(biāo)記)與另外一個(gè)光學(xué)標(biāo)記(為方便起見，稱對應(yīng)光學(xué)標(biāo)記為目標(biāo)光學(xué)標(biāo)記)有效重合的過程，理想情況下，當(dāng)投影光學(xué)標(biāo)記的像與目標(biāo)光學(xué)標(biāo)記完全重合時(shí)，則由位于目標(biāo)光學(xué)標(biāo)記下方的光學(xué)信號(hào)傳感器采集到的光強(qiáng)信號(hào)最強(qiáng)，即對應(yīng)于此時(shí)光學(xué)標(biāo)記(包括投影光學(xué)標(biāo)記、目標(biāo)光學(xué)標(biāo)記)的空間位置為所尋找的對準(zhǔn)位置。實(shí)際上，為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，需要不斷的控制參與對準(zhǔn)的投影光學(xué)標(biāo)記和目標(biāo)光學(xué)標(biāo)記之間發(fā)生相對位移的空間位置調(diào)整運(yùn)動(dòng)，利用采樣到的光強(qiáng)數(shù)據(jù)與對應(yīng)兩類標(biāo)記的位置數(shù)據(jù)進(jìn)行擬和對比，選出具有最強(qiáng)光強(qiáng)信號(hào)的空間位置作為對準(zhǔn)位置。
由以上描述可見，要實(shí)現(xiàn)光學(xué)標(biāo)記的有效重合，需要(1)多次的兩類光學(xué)標(biāo)記(投影光學(xué)標(biāo)記、目標(biāo)光學(xué)標(biāo)記)之間相對位移的空間位置調(diào)整，涉及大量空間位置數(shù)據(jù)采樣和處理；(2)在每次空間位置調(diào)整的過程中，需要同步采集與每一個(gè)位置采樣點(diǎn)相應(yīng)的對準(zhǔn)光強(qiáng)信號(hào)，即涉及大量對準(zhǔn)光強(qiáng)數(shù)據(jù)的采樣和處理；(3)需要實(shí)時(shí)的建立同一時(shí)間點(diǎn)采樣的位置數(shù)據(jù)和光強(qiáng)數(shù)據(jù)的函數(shù)關(guān)系，即需要將兩類信號(hào)傳輸?shù)揭粋€(gè)處理單元進(jìn)行處理，以建立期望的擬和函數(shù)關(guān)系；(4)由于涉及到的位置數(shù)據(jù)和光強(qiáng)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)量很大，且兩類數(shù)據(jù)需要嚴(yán)格的時(shí)間同步，所以需要保證能夠兩類數(shù)據(jù)的同步采集和快速傳送。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種基于異步時(shí)序規(guī)劃、消息傳遞、數(shù)據(jù)同步廣播的數(shù)據(jù)傳輸總線協(xié)議，以及一個(gè)由總線控制器、數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊組成的、按照該數(shù)據(jù)傳輸總線協(xié)議并行協(xié)調(diào)工作的總線系統(tǒng)。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種光強(qiáng)數(shù)據(jù)總線系統(tǒng)，包括一總線控制器，其接收數(shù)據(jù)處理模塊的數(shù)據(jù)請求信號(hào)和數(shù)據(jù)采集模塊的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備就緒信號(hào)，并根據(jù)得到的數(shù)據(jù)傳輸條件和狀態(tài)來控制數(shù)據(jù)采集模塊輸出數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)處理模塊接收數(shù)據(jù)；一數(shù)據(jù)采集模塊，根據(jù)總線控制器的控制信號(hào)將采樣得到的同步數(shù)據(jù)輸出至總線上；一數(shù)據(jù)處理模塊，根據(jù)總線控制器的控制信號(hào)接收并處理來自總線上的數(shù)據(jù)。
其中，總線控制器可觸發(fā)多個(gè)數(shù)據(jù)采集模塊進(jìn)行同步采樣。
數(shù)據(jù)處理模塊的數(shù)據(jù)請求信號(hào)包括數(shù)據(jù)傳輸請求信號(hào)和需要的數(shù)據(jù)類型。
數(shù)據(jù)采集模塊同步數(shù)據(jù)采樣后，采樣數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在先進(jìn)先出存儲(chǔ)器中。
總線控制器的采樣觸發(fā)信號(hào)觸發(fā)數(shù)據(jù)采集模塊同步數(shù)據(jù)采樣。
數(shù)據(jù)處理模塊發(fā)出數(shù)據(jù)傳輸請求和需要的數(shù)據(jù)類型。
數(shù)據(jù)處理模塊根據(jù)總線控制器的數(shù)據(jù)傳輸完畢信息，撤銷發(fā)出的數(shù)據(jù)傳輸請求。
本發(fā)明還公開了一種在光強(qiáng)數(shù)據(jù)總線上傳輸光強(qiáng)數(shù)據(jù)的方法，包括如下步驟(1)總線控制器完成對數(shù)據(jù)采集模塊和數(shù)據(jù)處理模塊的傳輸同步控制；(2)當(dāng)數(shù)據(jù)處理模塊完成上一批光強(qiáng)數(shù)據(jù)的處理之后，數(shù)據(jù)處理模塊發(fā)送數(shù)據(jù)請求信號(hào)，告知總線控制器，數(shù)據(jù)處理模塊需要新的光強(qiáng)數(shù)據(jù)；(3)總線控制器響應(yīng)數(shù)據(jù)請求信號(hào)，發(fā)起一個(gè)光強(qiáng)數(shù)據(jù)總線傳輸周期，讀取存放在數(shù)據(jù)處理模塊中的數(shù)據(jù)請求寄存器中的所需新的光強(qiáng)數(shù)據(jù)源，數(shù)據(jù)處理模塊等待光強(qiáng)數(shù)據(jù)傳輸過程；(4)總線控制器發(fā)出同步觸發(fā)信號(hào)給相應(yīng)的數(shù)據(jù)采集模塊，啟動(dòng)模數(shù)轉(zhuǎn)換，當(dāng)模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量之后，以數(shù)據(jù)包的形式存放于數(shù)據(jù)采集模塊上的先進(jìn)先出存儲(chǔ)器中，同時(shí)驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)準(zhǔn)備就緒信號(hào)為低電平，向總線控制器告知采樣光強(qiáng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換完成，數(shù)據(jù)可用；
(5)總線控制器收集所有由數(shù)據(jù)請求寄存器設(shè)定的數(shù)據(jù)源驅(qū)動(dòng)的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備就緒信號(hào)，當(dāng)數(shù)據(jù)源與數(shù)據(jù)請求寄存器完全相符時(shí)，總線控制器發(fā)起連續(xù)的光強(qiáng)數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)傳輸周期，控制光強(qiáng)數(shù)據(jù)依次按照相同的總線周期從不同數(shù)據(jù)源傳輸?shù)綌?shù)據(jù)處理模塊中，如果是多個(gè)數(shù)據(jù)處理模塊，可以同時(shí)接收這些數(shù)據(jù)；(6)當(dāng)光強(qiáng)數(shù)據(jù)傳輸完成之后，總線控制器緊接著發(fā)起一個(gè)光強(qiáng)數(shù)據(jù)總線傳輸周期，寫入數(shù)據(jù)處理模塊的數(shù)據(jù)處理中斷寄存器，同時(shí)，總線控制器驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)傳輸完成信號(hào)為低電平；(7)若數(shù)據(jù)采集模塊的先入先出存儲(chǔ)器中數(shù)據(jù)已被傳輸?shù)綌?shù)據(jù)處理模塊中，而在數(shù)據(jù)傳輸過程中總線控制器沒有觸發(fā)新的模數(shù)轉(zhuǎn)換，則數(shù)據(jù)采集模塊應(yīng)驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)準(zhǔn)備就緒信號(hào)為高電平；(8)數(shù)據(jù)處理模塊可以利用總線控制器寫入數(shù)據(jù)處理中斷寄存器觸發(fā)數(shù)據(jù)處理模塊的中斷處理，或在等待數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r(shí)候不斷輪詢數(shù)據(jù)傳輸完成信號(hào)，來確定數(shù)據(jù)處理模塊所需數(shù)據(jù)是否已經(jīng)全部傳輸完成，并在數(shù)據(jù)處理模塊確認(rèn)數(shù)據(jù)傳輸完成后，驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)請求信號(hào)為高電平，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)處理；(9)總線控制器檢測到數(shù)據(jù)請求信號(hào)為高電平之后，相應(yīng)驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)傳輸完成信號(hào)為高電平，結(jié)束本次光強(qiáng)數(shù)據(jù)傳輸過程；(10)完成本次數(shù)據(jù)傳輸之后，總線控制器、數(shù)據(jù)處理模塊和數(shù)據(jù)采集模塊進(jìn)入等待狀態(tài)，等待下一次數(shù)據(jù)傳輸任務(wù)。
其中，總線控制器發(fā)出同步觸發(fā)信號(hào)可觸發(fā)多個(gè)數(shù)據(jù)采集模塊。
本發(fā)明所提出的基于異步時(shí)序規(guī)劃、消息傳遞、數(shù)據(jù)同步廣播機(jī)制的總線協(xié)議以及相應(yīng)的總線系統(tǒng)，可以在步進(jìn)掃描光刻機(jī)中獲得如下效果(1)實(shí)現(xiàn)多通道光強(qiáng)數(shù)據(jù)根據(jù)工作模式高速傳輸數(shù)據(jù)到數(shù)據(jù)處理模塊；
(2)實(shí)現(xiàn)對準(zhǔn)工藝所需位置數(shù)據(jù)與光強(qiáng)數(shù)據(jù)同步采集和擬和處理的需要。


圖1是光刻機(jī)對準(zhǔn)的基本原理示意圖；圖2是光強(qiáng)數(shù)據(jù)總線系統(tǒng)圖；圖3是光強(qiáng)數(shù)據(jù)總線系統(tǒng)中數(shù)據(jù)傳輸控制流程圖；圖4是對準(zhǔn)系統(tǒng)控制結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明提供了一種基于異步時(shí)序規(guī)劃、消息傳遞、數(shù)據(jù)同步廣播的數(shù)據(jù)傳輸總線協(xié)議及其總線系統(tǒng)。該總線協(xié)議通過由總線控制器、數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊組成的、按照該數(shù)據(jù)傳輸總線協(xié)議并行協(xié)調(diào)工作的總線架構(gòu)來實(shí)現(xiàn)。為了便于說明，下文將統(tǒng)稱該數(shù)據(jù)傳輸總線為光強(qiáng)數(shù)據(jù)總線(IDB-Intensity Data Bus)。
實(shí)現(xiàn)該總線協(xié)議的總線系統(tǒng)如圖2所示。其中的數(shù)據(jù)傳輸總線其中包括控制信號(hào)線、地址信號(hào)線和數(shù)據(jù)信號(hào)線。其基本特點(diǎn)是(1)總線基本架構(gòu)包括總線控制器、包含總線接口的數(shù)據(jù)采集模塊和包含總線接口的數(shù)據(jù)處理模塊三種功能單元；(2)通過上述三者之間的異步握手信號(hào)(電氣觸發(fā)信號(hào))和相應(yīng)握手消息(讀寫特定寄存器)來建立總線數(shù)據(jù)傳輸啟動(dòng)或停止的條件；(3)由數(shù)據(jù)處理模塊向總線控制器發(fā)出數(shù)據(jù)傳輸請求；(4)由總線控制器發(fā)出采樣觸發(fā)信號(hào)啟動(dòng)數(shù)據(jù)采集模塊的信號(hào)采樣轉(zhuǎn)換；(5)由數(shù)據(jù)采集模塊在完成采樣信號(hào)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換后告知總線控制器數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好；(6)當(dāng)滿足當(dāng)前總線數(shù)據(jù)傳輸啟動(dòng)條件后，總線控制器根據(jù)數(shù)據(jù)處理模塊請求數(shù)據(jù)類型，選擇合適的總線地址在總線上廣播；(7)當(dāng)總線控制器在總線上進(jìn)行地址廣播的同時(shí)，在總線控制器控制信號(hào)的控制下，數(shù)據(jù)采集模塊將驅(qū)動(dòng)并輸出數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)處理模塊將接收并存儲(chǔ)數(shù)據(jù)；(8)當(dāng)完成當(dāng)前請求數(shù)據(jù)的傳輸工作后，總線控制器告知數(shù)據(jù)處理模塊數(shù)據(jù)傳輸完成，可以復(fù)位，為下一次數(shù)據(jù)傳輸做準(zhǔn)備。
在光強(qiáng)數(shù)據(jù)總線架構(gòu)中，總線控制器(bus controller board，縮寫B(tài)CB)負(fù)責(zé)(1)觸發(fā)多個(gè)數(shù)據(jù)采集模塊同步采樣；(2)接收數(shù)據(jù)處理模塊的數(shù)據(jù)傳輸請求和需要的數(shù)據(jù)類型；(3)接收數(shù)據(jù)采集模塊的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好信號(hào)；(4)判斷數(shù)據(jù)傳輸條件是否具備，具備則控制數(shù)據(jù)采集模塊依次輸出數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)處理模塊依次接收數(shù)據(jù)；(5)判斷數(shù)據(jù)傳輸是否結(jié)束，結(jié)束則告知數(shù)據(jù)處理模塊，所請求數(shù)據(jù)已經(jīng)傳輸完畢。
在光強(qiáng)數(shù)據(jù)總線架構(gòu)中，數(shù)據(jù)采集模塊(data sampler board，縮寫DSB)負(fù)責(zé)(1)接收總線控制器的采樣觸發(fā)信號(hào)；(2)進(jìn)行同步數(shù)據(jù)采樣，并將采樣數(shù)據(jù)放入存儲(chǔ)FIFO中；
(3)完成一次數(shù)據(jù)采樣，發(fā)送數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好信號(hào)給總線控制器；(4)等待數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)讀取，在總線控制器的控制下輸出數(shù)據(jù)到總線上；(5)當(dāng)完成數(shù)據(jù)輸出任務(wù)后，清除數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好信號(hào)，進(jìn)行下一次觸發(fā)采樣。
數(shù)據(jù)處理模塊(data processor board，縮寫DPB)負(fù)責(zé)(1)發(fā)出數(shù)據(jù)傳輸請求和需要的數(shù)據(jù)類型；(2)等待數(shù)據(jù)傳輸開始，并在總線控制器的控制下接收來自總線上的數(shù)據(jù)；(3)接收來自總線控制器的數(shù)據(jù)傳輸完畢信息，撤銷此次數(shù)據(jù)傳輸請求；(4)接收來自總線控制器的數(shù)據(jù)傳輸完畢信息后，開始進(jìn)行數(shù)據(jù)處理；(5)準(zhǔn)備下一次數(shù)據(jù)傳輸請求。
如圖3所示，圖3是光強(qiáng)數(shù)據(jù)總線系統(tǒng)中數(shù)據(jù)傳輸控制流程圖。
其對應(yīng)說明如下數(shù)據(jù)處理模塊是數(shù)據(jù)需求方，數(shù)據(jù)目的地；數(shù)據(jù)采集模塊是數(shù)據(jù)提供方，數(shù)據(jù)源；總線控制器是數(shù)據(jù)傳輸控制方，完成傳輸同步控制。
光強(qiáng)數(shù)據(jù)總線系統(tǒng)中數(shù)據(jù)傳輸方法主要包括如下步驟(1)總線控制器完成對數(shù)據(jù)采集模塊和數(shù)據(jù)處理模塊的傳輸同步控制；(2)當(dāng)數(shù)據(jù)處理模塊完成上一批光強(qiáng)數(shù)據(jù)的處理之后，數(shù)據(jù)處理模塊發(fā)送數(shù)據(jù)請求信號(hào)，告知總線控制器，數(shù)據(jù)處理模塊需要新的光強(qiáng)數(shù)據(jù)；(3)總線控制器響應(yīng)數(shù)據(jù)請求信號(hào)，發(fā)起一個(gè)光強(qiáng)數(shù)據(jù)總線傳輸周期，讀取存放在數(shù)據(jù)處理模塊中的數(shù)據(jù)請求寄存器中的所需新的光強(qiáng)數(shù)據(jù)源，數(shù)據(jù)處理模塊等待光強(qiáng)數(shù)據(jù)傳輸過程；
(4)總線控制器發(fā)出同步觸發(fā)信號(hào)給相應(yīng)的數(shù)據(jù)采集模塊，啟動(dòng)模數(shù)轉(zhuǎn)換，當(dāng)模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量之后，以數(shù)據(jù)包的形式存放于數(shù)據(jù)采集模塊上的先進(jìn)先出存儲(chǔ)器中，同時(shí)驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)準(zhǔn)備就緒信號(hào)為低電平，向總線控制器告知采樣光強(qiáng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換完成，數(shù)據(jù)可用；(5)總線控制器收集所有由數(shù)據(jù)請求寄存器設(shè)定的數(shù)據(jù)源驅(qū)動(dòng)的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備就緒信號(hào)，當(dāng)數(shù)據(jù)源與數(shù)據(jù)請求寄存器完全相符時(shí)，總線控制器發(fā)起連續(xù)的光強(qiáng)數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)傳輸周期，控制光強(qiáng)數(shù)據(jù)依次按照相同的總線周期從不同數(shù)據(jù)源傳輸?shù)綌?shù)據(jù)處理模塊中，如果是多個(gè)數(shù)據(jù)處理模塊，可以同時(shí)接收這些數(shù)據(jù)；(6)當(dāng)光強(qiáng)數(shù)據(jù)傳輸完成之后，總線控制器緊接著發(fā)起一個(gè)光強(qiáng)數(shù)據(jù)總線傳輸周期，寫入數(shù)據(jù)處理模塊的數(shù)據(jù)處理中斷寄存器，同時(shí)，總線控制器驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)傳輸完成信號(hào)為低電平；(7)若數(shù)據(jù)采集模塊的先入先出存儲(chǔ)器中數(shù)據(jù)已被傳輸?shù)綌?shù)據(jù)處理模塊中，而在數(shù)據(jù)傳輸過程中總線控制器沒有觸發(fā)新的模數(shù)轉(zhuǎn)換，則數(shù)據(jù)采集模塊應(yīng)驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)準(zhǔn)備就緒信號(hào)為高電平；(8)數(shù)據(jù)處理模塊可以利用總線控制器寫入數(shù)據(jù)處理中斷寄存器觸發(fā)數(shù)據(jù)處理模塊的中斷處理，或在等待數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r(shí)候不斷輪詢數(shù)據(jù)傳輸完成信號(hào)，來確定數(shù)據(jù)處理模塊所需數(shù)據(jù)是否已經(jīng)全部傳輸完成，并在數(shù)據(jù)處理模塊確認(rèn)數(shù)據(jù)傳輸完成后，驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)請求信號(hào)為高電平，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)處理；(9)總線控制器檢測到數(shù)據(jù)請求信號(hào)為高電平之后，相應(yīng)驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)傳輸完成信號(hào)為高電平，結(jié)束本次光強(qiáng)數(shù)據(jù)傳輸過程；(10)完成本次數(shù)據(jù)傳輸之后，總線控制器、數(shù)據(jù)處理模塊和數(shù)據(jù)采集模塊進(jìn)入等待狀態(tài)，等待下一次數(shù)據(jù)傳輸任務(wù)。
從上面的描述(步驟(1)→步驟(10))可以得出(1)上述描述中涉及的數(shù)據(jù)請求信號(hào)、數(shù)據(jù)準(zhǔn)備就緒信號(hào)、數(shù)據(jù)傳輸完成信號(hào)等電氣信號(hào)是用來完成一定的握手功能，通過這些握手信號(hào)來觸發(fā)總線協(xié)議的狀態(tài)轉(zhuǎn)換，這就是異步時(shí)序規(guī)劃機(jī)制。
(2)上述描述中涉及的數(shù)據(jù)請求寄存器、數(shù)據(jù)處理中斷寄存器等包含了狀態(tài)約束信息，一方面可以用來控制總線協(xié)議狀態(tài)轉(zhuǎn)換觸發(fā)的條件，一方面可以實(shí)現(xiàn)靈活的設(shè)置，滿足不同類型數(shù)據(jù)采集的需要，這就是消息傳遞機(jī)制。
(3).從步驟(5)的描述可知，當(dāng)滿足數(shù)據(jù)傳輸條件之后，BCB會(huì)按照等時(shí)的總線周期連續(xù)的將數(shù)據(jù)從DSB傳輸?shù)紻PB，該過程基于同步廣播機(jī)制，即在每一個(gè)IDB數(shù)據(jù)總線周期內(nèi)，由BCB發(fā)布該數(shù)據(jù)對應(yīng)的總線地址，該地址對于DSB來講是板載FIFO存放待讀數(shù)據(jù)的地址，對于DPB而言是待寫入數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)地址，所以在一個(gè)IDB數(shù)據(jù)總線周期內(nèi)可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)DSB的讀出數(shù)據(jù)直接寫入DPB的預(yù)定存儲(chǔ)單元，而且，對于多個(gè)DPB而言，可以同時(shí)寫入這些DPB的預(yù)定存儲(chǔ)單元，只是這些存儲(chǔ)單元必須對應(yīng)相同的IDB總線地址。
總之，在光強(qiáng)數(shù)據(jù)傳輸過程中，存在有關(guān)但又相互獨(dú)立的兩個(gè)握手過程——DPB與BCB的握手過程；——DSB與BCB的握手過程；這兩個(gè)過程即具有邏輯上的相互獨(dú)立性，又通過BCB在采樣觸發(fā)和數(shù)據(jù)請求處理上同步控制而彼此相關(guān)。
從上面的描述的光強(qiáng)數(shù)據(jù)總線控制機(jī)制可見，應(yīng)用異步時(shí)序規(guī)劃、消息傳遞、數(shù)據(jù)同步廣播機(jī)制，可以實(shí)現(xiàn)在光刻機(jī)對準(zhǔn)控制過程中光強(qiáng)數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)采集模塊向數(shù)據(jù)處理模塊的高速、協(xié)調(diào)的傳輸。
為更好的理解本發(fā)明，應(yīng)用本發(fā)明提出的光強(qiáng)數(shù)據(jù)總線協(xié)議及總線架構(gòu)，本發(fā)明提出了一個(gè)具體實(shí)施例，以實(shí)現(xiàn)光刻機(jī)對準(zhǔn)工藝中光強(qiáng)數(shù)據(jù)與位置數(shù)據(jù)擬和的需要。如圖4所示，作為一個(gè)最佳實(shí)施例，對準(zhǔn)控制系統(tǒng)內(nèi)有兩類總線類型，一種是實(shí)時(shí)性要求較低的總線，可以采用通用的總線標(biāo)準(zhǔn)，比如VME64/CPCI等常用工控總線協(xié)議，主要是完成對系統(tǒng)內(nèi)工作板卡的一些初始化和任務(wù)調(diào)度等上層操作；另一類就是光強(qiáng)數(shù)據(jù)總線，主要是完成大量光強(qiáng)數(shù)據(jù)按照系統(tǒng)同步傳輸控制要求嚴(yán)格實(shí)時(shí)的傳輸?shù)綌?shù)據(jù)處理卡，與位置數(shù)據(jù)進(jìn)行擬和算法處理。該系統(tǒng)內(nèi)包含4大類控制類板卡，一種是通訊總線控制卡，完成通訊總線控制、其余板卡的初始化和參數(shù)設(shè)置、任務(wù)調(diào)度等任務(wù)；數(shù)據(jù)處理卡(DPB)用于收集位置數(shù)據(jù)和光強(qiáng)數(shù)據(jù)并對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行擬和處理；數(shù)據(jù)采集卡(DSB)用于對光強(qiáng)數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣、模數(shù)轉(zhuǎn)換；總線控制器(BCB)負(fù)責(zé)控制控制數(shù)據(jù)采集卡實(shí)時(shí)同步采樣、光強(qiáng)數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)傳輸、啟動(dòng)數(shù)據(jù)處理等任務(wù)。
實(shí)際工作中，上述板卡均集成到一個(gè)機(jī)箱的同一塊背板上，四類板卡均通過通訊總線進(jìn)行互連，而數(shù)據(jù)處理卡、總線控制器、數(shù)據(jù)采集卡又通過本發(fā)明所提出的光強(qiáng)數(shù)據(jù)總線互連，以完成實(shí)時(shí)光強(qiáng)數(shù)據(jù)的傳輸和處理。總線控制器核心控制邏輯可采用FPGA/CPLD實(shí)現(xiàn)；數(shù)據(jù)處理卡可以采用數(shù)字信號(hào)處理器、FPGA、Flash ROM、DPRAM、SRAM等來實(shí)現(xiàn)；數(shù)據(jù)采集卡則可以利用光電轉(zhuǎn)換器件、AD轉(zhuǎn)換芯片、濾波電路和FPGA來實(shí)現(xiàn)。
具體工作過程說明如下第一步，利用通訊總線控制卡對整個(gè)控制系統(tǒng)進(jìn)行初始化和參數(shù)設(shè)置；
第二步，完成初始設(shè)置以后，由通訊總線控制卡啟動(dòng)“IDB控制寄存器”，允許光強(qiáng)數(shù)據(jù)總線的總線控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸控制；第三步，當(dāng)數(shù)據(jù)處理卡提出數(shù)據(jù)傳輸請求時(shí)，總線控制器利用一個(gè)總線周期讀取該處理卡的數(shù)據(jù)類型寄存器，確定其所需要的光強(qiáng)數(shù)據(jù)的類型；同時(shí)，總線控制器也收集上一次相應(yīng)與位置采樣同步觸發(fā)采樣的光強(qiáng)數(shù)據(jù)的就緒信號(hào)；第四步，等數(shù)據(jù)處理卡所需光強(qiáng)數(shù)據(jù)均就緒之后，總線控制器依次在光強(qiáng)數(shù)據(jù)總線上廣播對應(yīng)光強(qiáng)數(shù)據(jù)的地址，將所需光強(qiáng)數(shù)據(jù)依次存入數(shù)據(jù)處理卡的DPRAM(雙端口RAM)內(nèi)；第五步，完成一次采樣所有數(shù)據(jù)的傳輸后，對應(yīng)數(shù)據(jù)采集卡、總線控制器和數(shù)據(jù)處理卡都會(huì)做一些部分復(fù)位工作，以做好下一次數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)備。
第六步，依次進(jìn)行，可以完成多個(gè)位置點(diǎn)的光強(qiáng)數(shù)據(jù)采樣，進(jìn)而完成光強(qiáng)數(shù)據(jù)與位置數(shù)據(jù)的同步采集工作。
第七步，完成所有的采樣工作后，由數(shù)據(jù)處理卡對位置數(shù)據(jù)和光強(qiáng)數(shù)據(jù)進(jìn)行擬和處理，完成系統(tǒng)設(shè)計(jì)任務(wù)。
綜上所述，基于光強(qiáng)數(shù)據(jù)總線協(xié)議及總線架構(gòu)的對準(zhǔn)控制系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)多通道光強(qiáng)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸、處理和算法執(zhí)行，進(jìn)而滿足光刻機(jī)對準(zhǔn)工藝中對大量光強(qiáng)信號(hào)采樣的需要。
權(quán)利要求
1.一種光強(qiáng)數(shù)據(jù)總線系統(tǒng)，其特征在于包括一總線控制器，其接收數(shù)據(jù)處理模塊的數(shù)據(jù)請求信號(hào)和數(shù)據(jù)采集模塊的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備就緒信號(hào)，并根據(jù)得到的數(shù)據(jù)傳輸條件和狀態(tài)來控制數(shù)據(jù)采集模塊輸出數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)處理模塊接收數(shù)據(jù)；一數(shù)據(jù)采集模塊，根據(jù)總線控制器的控制信號(hào)將采樣得到的同步數(shù)據(jù)輸出至總線上；一數(shù)據(jù)處理模塊，根據(jù)總線控制器的控制信號(hào)接收并處理來自總線上的數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光強(qiáng)數(shù)據(jù)總線系統(tǒng)，其特征在于總線控制器可觸發(fā)多個(gè)數(shù)據(jù)采集模塊進(jìn)行同步采樣。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光強(qiáng)數(shù)據(jù)總線系統(tǒng)，其特征在于數(shù)據(jù)處理模塊的數(shù)據(jù)請求信號(hào)包括數(shù)據(jù)傳輸請求信號(hào)和需要的數(shù)據(jù)類型。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光強(qiáng)數(shù)據(jù)總線系統(tǒng)，其特征在于數(shù)據(jù)采集模塊同步數(shù)據(jù)采樣后，采樣數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在先進(jìn)先出存儲(chǔ)器中。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光強(qiáng)數(shù)據(jù)總線系統(tǒng)，其特征在于總線控制器的采樣觸發(fā)信號(hào)觸發(fā)數(shù)據(jù)采集模塊同步數(shù)據(jù)采樣。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光強(qiáng)數(shù)據(jù)總線系統(tǒng)，其特征在于數(shù)據(jù)處理模塊發(fā)出數(shù)據(jù)傳輸請求和需要的數(shù)據(jù)類型。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的光強(qiáng)數(shù)據(jù)總線系統(tǒng)，其特征在于數(shù)據(jù)處理模塊根據(jù)總線控制器的數(shù)據(jù)傳輸完畢信息，撤銷發(fā)出的數(shù)據(jù)傳輸請求。
8.一種在光強(qiáng)數(shù)據(jù)總線上傳輸光強(qiáng)數(shù)據(jù)的方法，其特征在于包括如下步驟(1)總線控制器完成對數(shù)據(jù)采集模塊和數(shù)據(jù)處理模塊的傳輸同步控制；(2)當(dāng)數(shù)據(jù)處理模塊完成上一批光強(qiáng)數(shù)據(jù)的處理之后，數(shù)據(jù)處理模塊發(fā)送數(shù)據(jù)請求信號(hào)，告知總線控制器，數(shù)據(jù)處理模塊需要新的光強(qiáng)數(shù)據(jù)；(3)總線控制器響應(yīng)數(shù)據(jù)請求信號(hào)，發(fā)起一個(gè)光強(qiáng)數(shù)據(jù)總線傳輸周期，讀取存放在數(shù)據(jù)處理模塊中的數(shù)據(jù)請求寄存器中的所需新的光強(qiáng)數(shù)據(jù)源，數(shù)據(jù)處理模塊等待光強(qiáng)數(shù)據(jù)傳輸過程；(4)總線控制器發(fā)出同步觸發(fā)信號(hào)給相應(yīng)的數(shù)據(jù)采集模塊，啟動(dòng)模數(shù)轉(zhuǎn)換，當(dāng)模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量之后，以數(shù)據(jù)包的形式存放于數(shù)據(jù)采集模塊上的先進(jìn)先出存儲(chǔ)器中，同時(shí)驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)準(zhǔn)備就緒信號(hào)為低電平，向總線控制器告知采樣光強(qiáng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換完成，數(shù)據(jù)可用；(5)總線控制器收集所有由數(shù)據(jù)請求寄存器設(shè)定的數(shù)據(jù)源驅(qū)動(dòng)的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備就緒信號(hào)，當(dāng)數(shù)據(jù)源與數(shù)據(jù)請求寄存器完全相符時(shí)，總線控制器發(fā)起連續(xù)的光強(qiáng)數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)傳輸周期，控制光強(qiáng)數(shù)據(jù)依次按照相同的總線周期從不同數(shù)據(jù)源傳輸?shù)綌?shù)據(jù)處理模塊中，如果是多個(gè)數(shù)據(jù)處理模塊，可以同時(shí)接收這些數(shù)據(jù)；(6)當(dāng)光強(qiáng)數(shù)據(jù)傳輸完成之后，總線控制器緊接著發(fā)起一個(gè)光強(qiáng)數(shù)據(jù)總線傳輸周期，寫入數(shù)據(jù)處理模塊的數(shù)據(jù)處理中斷寄存器，同時(shí)，總線控制器驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)傳輸完成信號(hào)為低電平；(7)若數(shù)據(jù)采集模塊的先入先出存儲(chǔ)器中數(shù)據(jù)已被傳輸?shù)綌?shù)據(jù)處理模塊中，而在數(shù)據(jù)傳輸過程中總線控制器沒有觸發(fā)新的模數(shù)轉(zhuǎn)換，則數(shù)據(jù)采集模塊應(yīng)驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)準(zhǔn)備就緒信號(hào)為高電平；(8)數(shù)據(jù)處理模塊可以利用總線控制器寫入數(shù)據(jù)處理中斷寄存器觸發(fā)數(shù)據(jù)處理模塊的中斷處理，或在等待數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r(shí)候不斷輪詢數(shù)據(jù)傳輸完成信號(hào)，來確定數(shù)據(jù)處理模塊所需數(shù)據(jù)是否已經(jīng)全部傳輸完成，并在數(shù)據(jù)處理模塊確認(rèn)數(shù)據(jù)傳輸完成后，驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)請求信號(hào)為高電平，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)處理；(9)總線控制器檢測到數(shù)據(jù)請求信號(hào)為高電平之后，相應(yīng)驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)傳輸完成信號(hào)為高電平，結(jié)束本次光強(qiáng)數(shù)據(jù)傳輸過程；(10)完成本次數(shù)據(jù)傳輸之后，總線控制器、數(shù)據(jù)處理模塊和數(shù)據(jù)采集模塊進(jìn)入等待狀態(tài)，等待下一次數(shù)據(jù)傳輸任務(wù)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的在光強(qiáng)數(shù)據(jù)總線上傳輸光強(qiáng)數(shù)據(jù)的方法，其特征在于總線控制器發(fā)出同步觸發(fā)信號(hào)可觸發(fā)多個(gè)數(shù)據(jù)采集模塊。
全文摘要
一種光強(qiáng)數(shù)據(jù)總線系統(tǒng)，包括一總線控制器，其接收數(shù)據(jù)處理模塊的數(shù)據(jù)請求信號(hào)和數(shù)據(jù)采集模塊的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備就緒信號(hào)，并根據(jù)得到的數(shù)據(jù)傳輸條件和狀態(tài)來控制數(shù)據(jù)采集模塊輸出數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)處理模塊接收數(shù)據(jù)；一數(shù)據(jù)采集模塊，根據(jù)總線控制器的控制信號(hào)將采樣得到的同步數(shù)據(jù)輸出至總線上；一數(shù)據(jù)處理模塊，根據(jù)總線控制器的控制信號(hào)接收并處理來自總線上的數(shù)據(jù)。
文檔編號(hào)G03F9/00GK1818797SQ20061002478
公開日2006年8月16日 申請日期2006年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月16日
發(fā)明者韋學(xué)志, 周暢, 陳勇輝 申請人:上海微電子裝備有限公司