曾美芹

(上海微高精密機(jī)械工程有限公司，上海201203)

PDP-11為迪吉多電腦于20世紀(jì)70年代到80年代所銷售的一系列16位元迷你電腦。PDP-11深受程式設(shè)計(jì)師喜愛，主要是在于其高度正規(guī)化指令集的設(shè)計(jì)，使得程式設(shè)計(jì)師可以容易地分別記住所有的運(yùn)算碼，以及指定運(yùn)算子的方法；而且由于PDP-11的設(shè)計(jì)，只需要半專業(yè)的人員來進(jìn)行生產(chǎn)組裝，產(chǎn)品在尺寸精確上的要求，并不是非常要緊的，所以PDP-11計(jì)算機(jī)風(fēng)靡一時(shí)。

PDP-11最基本的設(shè)計(jì)是非常優(yōu)良的，而且也一直有更新加入新的技術(shù)。然而，PDP-11還是必須面對其16位元的架構(gòu)極限，這是沒有辦法透過校調(diào)或是擴(kuò)充來克服的。雖然有些機(jī)型可以支援更大的實(shí)體內(nèi)存尋址，但所有的應(yīng)用程式仍然被局限在一個(gè)16位元的虛擬尋址空間而只能夠使用64K的內(nèi)存。

步進(jìn)式投影光刻機(jī)出現(xiàn)于20世紀(jì)80年代早期，屬于綜合性、高科技產(chǎn)品，它所蘊(yùn)含的技術(shù)是當(dāng)前科技的前沿技術(shù)。使用的就是PDP-11計(jì)算機(jī)，RSX－11M操作系統(tǒng)，從此開始了投影光刻機(jī)統(tǒng)治集成電路的光刻工藝時(shí)代。由于各方面的原因，如今國內(nèi)使用的投影光刻機(jī)大多數(shù)是20世紀(jì)八九十年代的二手設(shè)備，經(jīng)翻新改造后仍然可以很好地使用于光刻工藝中，但是十幾年前的計(jì)算機(jī)仍然用于今天就已經(jīng)很難適用。

以尼康設(shè)備為例，上世紀(jì)八九十年代的尼康光刻機(jī)使用的都是PDP-11計(jì)算機(jī)，PDP-11計(jì)算機(jī)和現(xiàn)在的計(jì)算機(jī)速度相比極慢，在設(shè)備仍然能夠很好使用的情況下，二手設(shè)備的特殊市場價(jià)值等原因下，不能因?yàn)橛?jì)算機(jī)的原因而淘汰設(shè)備，所以只好試著去換掉設(shè)備的控制計(jì)算機(jī)。

用現(xiàn)在的PC機(jī)該如何去控制設(shè)備連接設(shè)備呢？這成為了一個(gè)難點(diǎn)，經(jīng)過我們多次的試驗(yàn)分析最終選用了GPIB卡。

1 硬件結(jié)構(gòu)

GPIB（General-Purpose Interface Bus）技術(shù)是一種工程控制用的協(xié)議。最初由HP公司提出，目前成為一種國際標(biāo)準(zhǔn)，遵守的協(xié)議為IEEE488，GPIB接口是一種8位數(shù)字并行通訊接口，其數(shù)據(jù)傳輸速度為1Mbyte/s，足以滿足一般的儀器通信應(yīng)用。GPIB設(shè)備分為聽者(Listeners)、說者(Talkers)和控制器 (Controllers)。典型的GPIB系統(tǒng)由一臺(tái)PC機(jī)、一塊GPIB接口卡和若干臺(tái)儀器通過GPIB電纜連接而成。GPIB技術(shù)可用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)對儀器的操作和控制，形成自動(dòng)測量系統(tǒng)。

我們使用普通的PC計(jì)算機(jī)安裝GPIB卡來控制投影光刻機(jī)（見圖1）。

圖1 硬件組成

不同的GPIB接口卡有不同的功能，有的接口卡可以攔截設(shè)備發(fā)送給下位機(jī)板卡的信息，也可以發(fā)送計(jì)算機(jī)給投影光刻設(shè)備的信息，有這種功能的卡僅能安裝在PCI插槽上，僅僅給設(shè)備發(fā)送信息的卡就有不同的接口，最為方便的就是USB接口了，安裝驅(qū)動(dòng)程序后即可安裝卡。

2 軟件系統(tǒng)

系統(tǒng)軟件是整個(gè)系統(tǒng)中的重要部分，在整個(gè)系統(tǒng)中起著很重要的作用，軟件系統(tǒng)的完善程度在一定范圍內(nèi)決定著整個(gè)系統(tǒng)功能的完善程度。

整個(gè)軟件系統(tǒng)是在Visual Basic 6.0的環(huán)境下開發(fā)的，VB編寫若干個(gè)微小的子程序，即過程，這些程序面向不同的對象，VB提供對象連接和嵌入（Object Linking and Embedding）技術(shù)，把每個(gè)應(yīng)用程序連接起來，嵌入到某個(gè)應(yīng)用程序中，由用戶引發(fā)某個(gè)事件來驅(qū)動(dòng)完成某個(gè)特定的功能。

PDP-11計(jì)算機(jī)與設(shè)備之間發(fā)送的信息，使用GPIB卡進(jìn)行數(shù)據(jù)獲取，獲取的數(shù)據(jù)經(jīng)分析處理成VB語言，每個(gè)執(zhí)行過程編寫成一個(gè)子程序，然后按照動(dòng)作要求調(diào)用不同的子程序控制不同的模塊，寫成的程序由PC計(jì)算機(jī)通過GPIB卡來控制投影光刻設(shè)備。

數(shù)據(jù)的獲取和數(shù)據(jù)的分析是系統(tǒng)的重要組成部分，數(shù)據(jù)采集的正確與否決定了發(fā)送的信息正確性，數(shù)據(jù)的分析準(zhǔn)確性決定了發(fā)出命令的精確度。信息的采集是GPIB卡讀取PDP-11計(jì)算機(jī)和設(shè)備之間發(fā)送的信息，以16進(jìn)制的數(shù)據(jù)記錄下來，分為說者與聽者。數(shù)據(jù)分析時(shí)要判斷出說者與聽者的內(nèi)容，且判斷說者所敘述的信息，然后翻譯成VB語言。

3 數(shù)據(jù)實(shí)例

下面一段實(shí)例是PC機(jī)通過GPIB卡對設(shè)備進(jìn)行控制，發(fā)出的一段命令，數(shù)據(jù)顯示都是計(jì)算機(jī)給設(shè)備發(fā)出的命令，設(shè)備返回的命令則需要編程人員取樣分析，分析出設(shè)備的狀態(tài)，通過選擇判斷下一步的命令。

Call CMD(2，“00220000”，1)'2 號(hào)返回狀態(tài)，其中包含很多的數(shù)據(jù)，使用是可以分析其中的內(nèi)容進(jìn)行下一步的判斷

4 結(jié)束語

PDP-11計(jì)算機(jī)替換后，PC機(jī)在投影光刻機(jī)的使用中發(fā)揮著明顯的優(yōu)勢，主控制系統(tǒng)運(yùn)行速度有較大的提高，充分提高了投影光刻機(jī)的效率；硬盤老化后備件難以尋找的問題也得以解決；操作界面友好，操作簡捷、方便。

PDP-11計(jì)算機(jī)的替換已經(jīng)在多臺(tái)設(shè)備上使用，運(yùn)行可靠，目前針對PDP-11計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的替換僅限于步進(jìn)投影光刻機(jī)上，隨著技術(shù)的進(jìn)步，對PDP-11計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的替換會(huì)推廣到更廣闊精密控制系統(tǒng)領(lǐng)域，需要充分挖掘GPIB總線的強(qiáng)大功能。