专利名称：多采集通道的串行数据传输系统及控制方法
技术领域：
本发明属于半导体集成电路光刻生产领域，尤其涉及一种多采集通道的串行数据传输结构及控制方法。
背景技术：
众所周知，光刻机上安装有大量的传感器器，并根据实际的工作情况安装在不同的地方，为了准确获取这些传感器的信息，往往需要采取有效的方法。
现有的数据采集技术，一般是使用一块含多采集通道的数据采集卡进行数据采集，采集后的数据通过某种总线传给其它的数据处理系统。这要求，数据采集卡和数据处理系统支持该总线，放置的位置比较集中。这种方法存在两点不足，首先数据采集卡要支持该总线，这在一定程度上加大了硬件设计的复杂性，另外有可能传感器与数据采集卡之间的距离较远，连线较长，这会影响输入信号的精度，即影响采集的精度。
发明内容
本发明需要解决的技术问题之一在于提供一种多采集通道的串行数据传输系统，以减轻数据采集卡硬件设计的复杂性，增强采集精度。
所述技术方案特征在于包括多个模数转换器，对多路信号进行模数转换；主控制器，向从控制器发送命令，接收从控制器发送的串行数据和从控制器，接收主控制器的命令，去控制多个模数转换器进行模数转换，获取转换后的数字信号，并将多采集通道的数据串行的方式发给主控制器；多个模数转换器与从控制器通过串行数据线和控制线连接，从控制器和主控制器通过双向串行线连接。
为了实现多采集通道的串行数据传输控制，主控制器和从控制器之间的串行通信协议规定如下(a)主控制器与从控制器为半双工工作方式；(b)主控制器只向从控制器发送命令和触发两种信号，发送命令信号是去设定从控制器的工作模式，发送触发信号是通知从控制器去控制多通道的模数转换器进行模数转换；(c)从控制器只接收主控制器发送的命令和触发信号，从控制器在接收到命令信号后，从控制器根据接收到的命令来设置内部工作模式(诊断工作模式、正常工作模式)，再将该命令发回给主控制器，如果从控制器是在诊断工作模式下接收到触发信号，它会将内部已设定好的诊断数据发给主控制器，如果从控制器是在正常工作模式下接收到触发信号，从控制器将控制模数转换器进行模数转换，并将转换后的数据发给主控制器；(d)主控制器在发送完命令信号后，会接收来自从控制器发回的命令，并进行校验，主控制器在发送完触发信号后，会接收诊断数据或实际模数转换后的多通道的数据；(e)主控制器发送波特率与从控制器接收波特率相等，主控制器接收波特率与从控制器发送的波特率相等；接收波特率为125kbps，所述发送波特率为500kbps
本发明需要解决的另一技术问题在于提供一种多采集通道的串行数据传输控制方法。
相应技术方案包括以下步骤(a)硬件上电后，主控制器、从控制器进行初始化，主控制器处于等待发送状态，从控制器处于等待接收状态；(b)主控制器发送命令信号(设置从控制器为诊断工作模式)，发送完后，主控制器处于等待接收返回命令的状态；(c)从控制器接收命令信号，根据命令信号设置为诊断工作模式；(d)从控制器将接收到的命令信号发回给主控制器，进入等待接收状态；(e)主控制器接收到返回的命令信号，对接收到的命令信号进行校验，如果校验错误，则进行出错处理，校验正确，主控制器准备继续发送；(f)主控制器发送触发信号，进入等待接收状态；(g)从控制器在诊断工作模式下，接收到触发信号，将内部诊断数据发给主控制器，从控制器进入等待接收状态；(h)主控制器接收到诊断数据，对诊断数据进行校验，，如果校验正确，主控制器准备继续发送；(i)主控制器发送命令信号(设置从控制器为正常工作模式)，发送完后，主控制器处于等待接收返回命令的状态；(j)从控制器接收命令信号，根据命令信号设置为正常工作模式；(k)从控制器将接收到的命令信号发回给主控制器，进入等待接收状态；
(l)主控制器接收到返回的命令信号，对接收到的命令信号进行校验，如果校验错误，则进行出错处理，校验正确，主控制器准备继续发送；(m)主控制器发送触发信号，进入等待接收状态；(n)从控制器在正常工作模式下，接收到触发信号，将同时控制多通道的模数转换器进行模数转换；(o)从控制器将模数转换后的多通道数据发给主控制器；(p)主控制器接收到多通道的数据，对数据进行校验，如果校验错误，则进行出错处理，如果校验正确，主控制器准备继续发送；(q)重复步骤(m)至步骤(p)，即主控制器发送出一次触发信号给从控制器，会接收到由从控制器发出的一组多采集通道的数据。
本发明的有益效果是，与现有技术相比，由于数据采集卡可以以从控制器和多个模数转换器为主要的硬件结构，减轻了数据采集卡硬件的复杂性，模数转换器的数目可以增加，利于以后的扩展，除此之外，数据采集卡可以放置在传感器附近，增强了信号采集精度的提高。而主控制器通过串行线与从控制器连接，其所属板卡的位置就可以根据整机整体去考虑布局。
图1是本发明的硬件结构示意图；图2为主控制器工作流程图；图3为从控制器工作流程图。
具体实施例方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作详细说明。
如图1所示，多采集通道的串行数据传输系统包括多个模数转换器、主控制器，和从控制器，模拟信号首先进入多个模数转换器、而多个模数转换器中的每一个模数转换器通过其串行输出接口将数据传到从控制器，从控制器通过控制线控制模数转换器转换。从控制器和主控制器双向串行连接。
以下结合图2、图3说明本发明的多采集通道串行数据传输系统及控制方法在光刻机同轴对准过程中的应用。
光刻机的同轴对准过程中需要获取两类数据信息，一类是工件台的位置信息，另一类光强信息，位置信息与光强信一一对应。当工件台完成一次扫描运动后，将获得位置信息和与位置信息一一对应的光强信息，通过对这两类信息进行数据处理和拟合运算，可以计算出光强最大时，所对应的位置信息，即找到了对准点，完成同轴对准过程。
由于同轴对准的数据处理和拟合计算单元是在一专用的对准机箱中，而多路光强信号转化成电信号的传感器则分布在工件台上，对准机箱与传感器距离较远，如果将模数转换器放置在对准机箱中，将传感器转换后的电信号再经过放大后直接接入到对准机箱中，再进行模数转换，使得模拟信号经过的路径太长，信号本身衰减，同时也增加了外界对模拟信号的干扰程度，降低信号采集精度。当再增加几个传感器时，相应的也要增加传感器到对准机箱的连线数目，不利于硬件的扩展。
根据本发明，首先，硬件上电，主控制器、从控制器将进行初始化，此时主控制器处于等待发送状态，从控制器处于等待接收状态；主控制器发送命令信号以设置从控制器为诊断工作模式，发送完后，主控制器即处于等待接收返回命令的状态；从控制器接收到命令信号，既会根据命令信号设置为诊断工作模式；然后从控制器将接收到的命令信号又及发回给主控制器，自己进入等待接收状态；当主控制器接收到返回的命令信号后，紧接着将对接收到的命令信号进行校验，如果校验错误，则进行出错处理，如果校验正确，主控制器准备继续发送；该步，主控制器发送的是触发信号，并进入等待接收状态；而从控制器在诊断工作模式下，接收到触发信号，就将内部诊断数据发给主控制器，自己进入等待接收状态；主控制器接收到从控制器发送的诊断数据后，会对诊断数据进行校验，如果校验错误，则进行出错处理，如果校验正确，主控制器则准备继续发送；主控制器发送命令信号以设置从控制器为正常工作模式，在发送完后，主控制器处于等待接收返回命令的状态；从控制器接收到令信号，根据命令信号设置为正常工作模式；从控制器将接收到的命令信号发回给主控制器，进入等待接收状态；主控制器接收到返回的命令信号，对接收到的命令信号进行校验，如果校验错误，则进行出错处理，如果校验正确，主控制器准备继续发送；主控制器发送触发信号，进入等待接收状态；从控制器在正常工作模式下，接收到触发信号，将同时控制多通道的模数转换器进行模数转换；从控制器将模数转换后的多通道数据发给主控制器；主控制器接收到多通道的数据，对数据进行校验，如果校验错误，则进行出错处理，如果校验正确，主控制器准备继续发送；重复“主控制器发送触发信号，进入等待接收状态”步骤到“主控制器接收到多通道的数据，对数据进行校验，如果校验正确，主控制器准备继续发送”步骤，即主控制器发送出一次触发信号给从控制器，会接收到由从控制器发出的一组多采集通道的数据。
主控制器获得串行数据后，可以再提供给对准机箱内部的数据处理和拟合单元使用，进行对准点的计算，最后完成同轴对准过程。
虽然已公开了本发明的优选实施例，但本领域技术人员将会意识到，在不背离权利要求书中公开的本发明的范围的情况下，任何各种修改、添加和替换均属于本发明的保护范围。
权利要求
1.一种多采集通道的串行数据传输系统，其特征在于包括多个模数转换器，对多路信号进行模数转换；主控制器，向从控制器发送命令，接收从控制器发送的串行数据和从控制器，接收主控制器的命令，去控制多个模数转换器进行模数转换，获取转换后的数字信号，并将多采集通道的数据串行的方式发给主控制器；多个模数转换器与从控制器通过串行数据线和控制线连接，从控制器和主控制器通过双向串行线连接。
2.如权利要求1所述的串行数据传输系统，其特征在于所述主控制器与从控制器为半双工工作方式。
3.如权利要求1所述的串行数据传输系统，其特征在于主控制器只向从控制器发送命令和触发两种信号。
4.如权利要求1所述的串行数据传输系统，其特征在于主控制器发送波特率与从控制器接收波特率相等，主控制器接收波特率与从控制器发送的波特率相等。
5.如权利要求4所述的串行数据传输系统，其特征在于所述接收波特率为125kbps，所述发送波特率为500kbps。
6.一种多采集通道的串行数据传输控制方法，其特征在于包括以下步骤(a)多采集通道的串行数据传输系统硬件上电，主控制器、从控制器进行初始化，主控制器处于等待发送状态，从控制器处于等待接收状态；(b)主控制器发送命令信号，设置从控制器为诊断工作模式，发送完后，主控制器处于等待接收返回命令的状态；(c)从控制器接收命令信号，根据命令信号设置为诊断工作模式；(d)从控制器将接收到的命令信号发回给主控制器，进入等待接收状态；(e)主控制器接收到返回的命令信号，对接收到的命令信号进行校验，如果校验错误，则进行出错处理，如果校验正确，主控制器准备继续发送；(f)主控制器发送触发信号，进入等待接收状态；(g)从控制器在诊断工作模式下，接收到触发信号，将内部诊断数据发给主控制器，从控制器进入等待接收状态；(h)主控制器接收到诊断数据，对诊断数据进行校验，如果校验错误，则进行出错处理，如果校验正确，主控制器准备继续发送；(i)主控制器发送命令信号，设置从控制器为正常工作模式，发送完后，主控制器处于等待接收返回命令的状态；(j)从控制器接收命令信号，根据命令信号设置为正常工作模式；(k)从控制器将接收到的命令信号发回给主控制器，进入等待接收状态；(l)主控制器接收到返回的命令信号，对接收到的命令信号进行校验，如果校验错误，则进行出错处理，如果校验正确，主控制器准备继续发送；(m)主控制器发送触发信号，进入等待接收状态；(n)从控制器在正常工作模式下，接收到触发信号，将同时控制多通道的模数转换器进行模数转换；(o)从控制器将模数转换后的多通道数据发给主控制器；(p)主控制器接收到多通道的数据，对数据进行校验，如果校验错误，则进行出错处理，如果校验正确，主控制器准备继续发送；(q)重复步骤(m)至步骤(p)，即主控制器发送出一次触发信号给从控制器，会接收到由从控制器发出的一组多采集通道的数据。
7.如权利要求6所述的串行数据传输控制方法，其特征在于主控制器发送波特率与从控制器接收波特率相等，主控制器接收波特率与从控制器发送的波特率相等。
8.如权利要求7所述的串行数据传输控制方法，其特征在于所述接收波特率为125kbps，所述发送波特率为500kbps。
全文摘要
本发明公开了一种多采集通道的串行数据传输系统及控制方法，多个模数转换器与从控制器通过串行数据线和控制线连接，从控制器和主控制器通过双向串行线连接。主控制器和从控制器之间规定了特殊的串行通信协议。有益效果是，减轻了数据采集卡硬件的复杂性，模数转换器的数目可以增加，利于以后的扩展，除此之外，数据采集卡可以放置在传感器附近，增强了信号采集精度的提高。而主控制器通过串行线与从控制器连接，其所属板卡的位置就可以根据整机整体去考虑布局。
文档编号H01L21/02GK1808284SQ20061002368
公开日2006年7月26日 申请日期2006年1月26日 优先权日2006年1月26日
发明者王海江 申请人:上海微电子装备有限公司