发明名称 使用阶层状态机而用以控制系统之方法及装置
摘要 一种用来控制复杂系统的方法及装置,包含阶层连接子系统,表示其系统的操作功能。连接其阶层连接的子系统,藉以蒐集来自使用者的命令资料以及来自系统的信号资料。每一个子系统可以包含一个或者多个的状态机以及一个或者多个的数位信号处理及条调整单元(DDSPCU)之物件。DSPCU物件接受处理的命令,并且藉由状态,将控制系统的信号转换成为进一步处理的状态。与每一个子系统的DSPCUs有所关联的乃是一资料流程图,在DSPCUs上用来指示命令及信号流的顺序。根据执行协定,阶层连接的子系统所表示的系统之控制方法会安排子系统的执行程序。根据其执行协定,对系统的每一个执行循环周期而言,首先以阶层的上行顺序来分析阶层连接的子系统,而在状态机物件之前则是以资料流的顺序来分析DSPCU物件,并且之后以阶层的下行顺序,在DSPCU物件之前分析状态机物件。在阶层的上行执行期间中,只从阶层中相对较低的物件所接收之信号资料乃是用来更新任何所给定的物件之状态。在阶层的下行执行期间中,当更新任何所给定的物件之状态时,则会考虑只从阶层中相对较高的物件所接收之命令资料。
申请公布号 TW466387 申请公布日期 2001.12.01
申请号 TW088122615 申请日期 1999.12.22
申请人 维瑞安半导体设备公司 发明人 盖瑞 L. 维维安尼;尼克 A. 派瑞西;威廉 G. 卡拉汉
分类号 G05B19/045 主分类号 G05B19/045
代理机构 代理人 林镒珠 台北市长安东路二段一一二号九楼
主权项 1.一种用来控制具有相互连接的子系统之装置之系统,其中相互连接的子系统乃是以阶层连接的,且在阶层中一个给定的层级上之子系统包含于阶层中较高一个的层级上之子系统,该系统包含:复数的阶层连接之状态机,至少一个状态机与每一个阶层连接的子系统有所关联;以及用来评估状态机状态的机构,其中的状态机则是以阶层所定义之顺序使用于每一个阶层连接子系统。2.根据申请专利范围第1项之系统,对每一个阶层连接的子系统而言,进一步地包含:一个数位处理及调整物件,连接到至少一个的状态机,藉以将信号转移进入或移出所关联的子系统;以及一个使用者介面,连接到阶层连接的状态机,藉以将命令转移至阶层连接的状态机。3.根据申请专利范围第1项之系统,其中用来评估状态机状态的机构乃是在阶层中相对较高的状态机评估之前操作,藉以评估在阶层中相对较低的状态机。4.根据申请专利范围第3项之系统,其中用来评估状态机状态的机构使用只从阶层中相对较低的状态机所接收之状态资料,来评估状态机的状态。5.根据申请专利范围第3项之系统,其中用来评估一个多个状态机状态的机构使用只从阶层中相对较高的状态机所接收之命令资料,来评估状态机的状态。6.根据申请专利范围第2项之系统,进一步地包含:一个记忆体,用来储存与复数子系统其中的每一个有所关联的信号;相应于记忆体中所储存的信号而用来评估复数个阶层连接的状态机状态之机构,而其中评估于阶层中相对较低的状态机乃是在阶层中相对较高的状态机评估之前,且其中评估状态机乃是使用只从阶层中相对较低的状态机所接收之状态资料,以及从流进数位信号处理及调整物件的资料中所接收之状态资料;用来接收来自外部使用者的命令之机构;以及相应于来自外部使用者的命令用来评估复数个阶层连接的状态机状态之机构,其中评估于阶层中相对较高的状态机乃是在阶层中相对较低的状态机评估之前,且其中评估状态机乃是使用只从阶层中相对较高的状态机所接收之命令。7.根据申请专利范围第1项之系统,其中复数个阶层连接的状态机其中的每一个包含至少一个的错误状态,藉以识别在所关联的子系统中之错误。8.根据申请专利范围第1项之系统,其中复数个阶层连接的状态机其中的每一个进一步地包含至少一个的转变状态,藉以识别在所关联的子系统中之改变状态。9.根据申请专利范围第1项之系统,其中复数个阶层连接的状态机其中的每一个进一步地包含至少一个的终端状态,藉以表示在所关联的子系统中之固定状态。10.根据申请专利范围第1项之系统,进一步地包含一个排程机,在受控装置的操作期间中,用来安排复数个子系统的执行顺序之程序。11.根据申请专利范围第10项之系统,其中与每一个子系统有所关联的乃是一时间周期,在所控制的装置之操作期间中,用来表示历经多久要评估所关联的子系统一次,且其中子系统的执行顺序乃是相应于所关联的每一个子系统之时间周期来决定的。12.根据申请专利范围第11项之系统,其中的排程机进一步地决定阶层中子系统的执行顺序,其相应于装置的每一个子系统之总执行时间,并且相应于用于装置执行之选定数目的循环周期。13.根据申请专利范围第12项之系统,其中每一个阶层连接的子系统进一步地包含一个资料流程图,且其中提供至少一个的状态机以及资料流程图,来指定所关联的子系统之操作状态。14.根据申请专利范围第13项之系统,其中的排程机进一步地包含:指向阶层连接之子系统的状态机之状态机指向器的第一排序表,该状态机指向器系以相关联之子系统的向上顺序而排序;指向阶层连接子系统之资料流程图的资料流指向器之第二排序表,以资料流的顺序以及以所关联的子系统之向上阶层顺序,来安装其资料流指向器的顺序;一个向上执行表,由第二表所构成,且第一表跟随在其后;以及一个向下执行表,由第一表所构成,其乃是以反向而为第二表所跟随的顺序。15.根据申请专利范围第14项之系统,其中与每一子系统有所关联的每一个时间周期乃是从一组可供用的时间周期中选出的,而可供用的时间周期组则是装置执行所用的时间周期总数之因数。16.根据申请专利范围第15项之系统,进一步地包含:复数组的向上更新表,其在数目上相应于可供用的时间周期组中的一些时间周期之数目,向上更新表组的每一个项目则是用来储存指向其中一个向上执行表中的项目之指向器;复数组的向下更新表,其在数目上相应于可供用的时间周期组中的一些时间周期之数目,向下更新表组的每一个项目则是用来储存指向其中一个向下执行表中的项目之指向器;以及用来复制状态机指向器以及资料流指向器之机构,其相应于与指向器有所关联的子系统执行所致的时间周期,分别从向上执行表以及向下执行表至复数个向下更新表以及向上更新表其中的一个或多个来复制之。17.根据申请专利范围第16项之系统,进一步地包含:复数个向上安排程序的表,其在数目上相应于装置执行所用之时间周期的总数目,向上排定程序的表之每一个项目用来储存指向向上更新表的指向器;复数个向下排定程序的表,其在数目上相应于装置执行所用之时间周期的总数目,向下排定程序的表之每一个项目用来储存指向向下更新表的指向器;以及从复数个向上的更新表至复数个向上安排程序的表来复制指向器、以及从复数个向下的更新表至复数个向下安排程序的表来复制指向器之机构,其中根据其所关联的子系统之时间周期来选择指向器,藉以复制至复数个安排程序的表之其中一个。18.根据申请专利范围第17项之系统,进一步地包含:一个主要的向上表,包含复数个项目,其在数目上相应于装置执行的时间周期之总数,主要的向上表则是用来储存指向子系统的指向器,而其中的子系统则是在每一个所关联的时间周期上所分析的;一个主要的向下表,包含复数个项目,其在数目上相应于装置执行的时间周期之总数,主要的向下表则是用来储存指向子系统的指向器,而其中的子系统则是在每一个所关联的时间周期上所分析的;一个时序器,用来量测并且控制时间周期;以及连接到时序器、主要的向上表、主要的向下表、复数个向上排定程序的表、以及复数个向下排定程序的表之机构,相应于所量测与所控制的时间周期,用来储存指向主要向上表中复数个向上安排程序的表之指向器,并且用来储存指向主要向下表中复数个向下安排程序的表之指向器。19.一种用来分析具有复数个相互连接的子系统之方法,其中的子系统乃是以阶层连接的,而在阶层中所给定层级上之子系统包含于阶层较高一层级的子系统,每一个相互连接的子系统与所相应的其中一个阶层连接之状态机有所关联,该方法包含以下的步骤:对每一个子系统而言,评估所关联的状态机之状态,而其中所关联的状态机之评估顺序乃是相应于一个或多个相互连接的子系统阶层所定义的顺序所决定的。20.根据申请专利范围第19项之方法,其中与每一个子系统有所关联的则是包含信号处理及调整物件的资料流程图,而其中的方法进一步地包含以下的步骤:将所选择的外部信号转移往返于每一个阶层连接的子系统,其中转移往返于每一个子系统的外部信号乃是与数位信号处理及调整物件有所关联的外部信号,而其数位信号处理及调整物件在阶层中相较于每一个状态机则是相对较低的;以及将命令转移至每一个阶层连接的子系统中,其中转换至每一个阶层连接的子系统之命令乃是在每一个状态机上从子系统所接收的命令,而其子系统则在阶层中相较于每一个状态机为相对较高的。21.根据申请专利范围第19项之方法,其中评估状态机状态的顺序乃是从与阶层中相对较低的子系统有所关联之状态机至与阶层中相对较高的子系统有所关联之状态机。22.根据申请专利范围第20项之方法,其中以阶层所定义的顺序来评估所关联的状态机状态之步骤乃是:在评估与阶层中相对较高的数位信号处理及调整物件有所关联的状态机之前,评估与阶层中相对较低的数位信号处理及调整物件有所关联的状态机。23.根据申请专利范围第19项之方法,其中以阶层所定义的顺序来评估所关联的状态机状态之步骤,进一步地包含以下的步骤:将系统的复数个子系统所接收到的信号储存于记忆体中;相应于储存在记忆体中的信号,以向上的方向来评估其状态机,其中在评估与阶层中相对较高的子系统有所关联的状态机之前,评估与阶层中相对较低的子系统有所关联的状态机,并且使用状态资料来评估其中的每一个状态机,而其中的状态资料则是只从与子系统有所关联的子系统中所接收到的,且其中系统在阶层中相较于每一个状态机乃是相对较低的;接收来自外部使用者的命令;以及相应于来自外部使用者的命令,以向下的方向来评估状态机,其中在评估与阶层中相对较低的子系统有所关联的状态机之前,评估与阶层中相对较高的子系统有所关联的状态机,并且使用命令来评估其中的每一个状态机,而其中的命令则是只从与子系统有所关联的子系统中所接收到的,且其子系统在阶层中相较于每一个状态机乃是相对较高的。24.根据申请专利范围第19项之方法,其中的每一个状态机包含至少一个的错误状态,藉以识别在所关联的子系统上之错误。25.根据申请专利范围第19项之方法,其中的每一个状态机进一步地包含至少一个的转变状态,藉以识别所关联的子系统之改变状态。26.根据申请专利范围第19项之方法,其中的每一个状态机进一步地包含至少一个的终端状态,藉以指示所关联的子系统之固定状态。27.根据申请专利范围第19项之方法,进一步地包含安排状态机阶层中子系统执行的程序之步骤。28.根据申请专利范围第27项之方法,其中与每一个子系统有所关联的乃是时间周期,藉以指示所关联的子系统多久要评估一次,而且其中安排程序的步骤包含相应于每一个子系统时间周期,来决定子系统执行顺序之步骤。29.根据申请专利范围第28项之方法,其中以相应于系统的总执行时间,进一步地实行决定执行顺序的步骤。30.根据申请专利范围第19项之方法,其中与每一个子系统有所关联的乃是错误状态,藉以指示在所关联的子系统上之错误,而且其中所关联的子系统之错误会传递至子系统的阶层中一预定的层级。31.根据申请专利范围第23项之方法,其中与每一个相互连接的子系统有所关联的乃是资料流程图,而且其中以向上的方向来评估状态机的步骤包含:以上行的阶层顺序来评估所关联的子系统之状态机之前,以上行的阶层顺序来评估子系统的资料流程图之步骤。32.根据申请专利范围第31项之方法,其中以向下的方向来评估状态机的步骤包含:以下行的阶层顺序来评估所关联的子系统之状态机之前,以下行的阶层顺序来评估子系统的资料流程图之步骤。33.一种用来控制装置的控制系统包含:一个处理器,连接到其装置,其处理器包含:一个记忆体,用来储存与其装置有所关联的信号,其中的信号则是从其装置所接收的,并且在装置的操作期间中传递至其装置;一个阶层的资料结构,包含复数个阶层相互连接的子系统,代表其装置的操作功能;用来将信号传递至阶层资料结构的机构;以及相应于其信号,以受控制的方式,用来更新阶层资料结构内的状态之机构。34.根据申请专利范围第33项之控制系统,其中每一个相互连接子系统乃是由至少一个的物件所表示的,并且其中以控制的试用来更新阶层资料结构内的状态之机构包含:在执行循环周期期间中,以上行的阶层顺序以及下行的阶层顺序来评估其物件状态的机构。35.根据申请专利范围第34项之控制系统,其中以上行的阶层顺序来评估其物件状态的机构使用来自物件的资讯,藉以评估每一个物件的状态,其物件在阶层资料结构中相较于每一个物件乃是相对较低的。36.根据申请专利范围第34项之控制系统,其中以下行的阶层顺序来评估其物件状态的机构使用来自物件的资讯,藉以评估每一个物件的状态,其物件在阶层资料结构中相较于每一个物件乃是相对较高的。37.根据申请专利范围第34项之控制系统,进一步地包含:一个排程机,在装置的操作期间中,用来安排阶层资料结构中每一个物件执行的程序,其中安排程序的动作乃是相应于控制系统的执行协定所实施的。38.根据申请专利范围第37项之控制系统,其中的每一个物件包含至少一个的状态机或资料流程图,并且其中的控制系统之执行协定指示阶层资料结构有限的状态机以及资料流程图的执行顺序。39.根据申请专利范围第38项之控制系统,其中的执行协定包含由上资料流执行阶段、向上状态机执行阶段、向下状态机执行阶段、以及向下资料流执行阶段所构成的四阶段之执行。40.根据申请专利范围第34项之控制系统,其中的装置乃是一种离子植入系统。41.一种离子植入系统,包含:一个控制系统,藉由其系统用来控制材料的离子植入,其控制系统包含:一个记忆体,用来储存与其装置有所关联的信号,其中的信号则是从其装置所接收的,并且在装置操作期间中传递至其装置;一个阶层的资料结构,包含复数个阶层相互连接的子系统,代表其装置的操作功能;用来将信号传递至阶层资料结构的机构;以及相应于其信号,以受控制的方式,用来更新阶层资料结构内的状态之机构。图式简单说明:第一图为一个方块图,阐述一种可以藉由本发明的控制系统来控制的离子植入器;第二图为系统组件的一个高层级之方块图,其使用本发明的控制系统,并且可以用来控制第一图的离子植入器;第三图为一个方块图,阐述状态机的一种典型之阶层资料结构以及数位信号处理及调整单元,其可以用来控制第一图的离子植入器;第四图为一个可以由第三图的资料结构所表示的典型子系统方块图,阐述代表控制系统阶层的典型元件之有限状态机以及资料流程图;第五图为一个资料流程图,阐述用来建立如同第三图的资料结构之方法实施例;第六图为一个排程机的组件之方块图,其用来安排第二图控制系统之子系统操作的程序;第七图为一个资料流程图,其乃是第六图的排程机所使用的安排程序方法之实施例;以及第八图为一个资料流程图,阐述用于第二图的控制系统之执行协定。
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