一种支持SECS协议的高可用性MCS集群系统的制作方法

本发明涉及通信，尤其涉及一种支持secs协议的高可用性mcs集群系统。

背景技术：

1、在半导体晶圆生产的过程中，mcs系统负责foup的物流调度工作，stockerc、ohtc、liftc、agvc等物流相关设备控制器通常使用secs/gem协议与mcs主机进行通讯。图1是现有技术支持无驱动节点的mcs集群系统示意图，图1中可以看出，现有技术中secs通讯机制与消息处理逻辑同处于一个应用之中，没有mcs secs驱动程序的场景下，使用link-test方式与设备实现故障转移和换版重连。此架构下，在进行应用的更新换版时，需要关闭mcs node410进行程序更新，此时与mcs node 410连接的设备会与主机断开连接，mcs node 420与断开连接的设备secs通讯状态变更为active状态重新连线，执行设备上线流程，需要短时间暂停设备运行状态以准确同步现场搬送业务信息。更新mcs node 420程序应用时也需要重复上述流程，所有设备都会经历连接中断然后重新连接的一个过程，并且重连后需要所有正在运行的设备暂停业务，对半导体晶圆生产来说影响颇大。

2、此外，传统mcs系统架构的方式要实现业务处理的负载均衡相对困难，与设备进行link-test的mcs节点采用竞争机制与设备建立连接，较先link-test成功的mcs节点独占与设备的连接。这种方式难以实现各设备平均的连接到多个mcs应用上，是一种介于active-standby和active-active之间的系统架构。

3、在现有的晶圆生产体系中，mcs需要面对多元的搬送设备以及多样的系统架构，在设备系统架构为active-standby模式时，并且没有提供唯一的vip时，mcs可能需要面对设备暴露的多个ip。综上所述，传统的mcs系统架构不能灵活的和设备系统关联，不能满足灵活对接需求，不能满足稳定生产的需求。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是：提供一种mcs消息处理应用与设备通讯协议充分解耦，在服务器故障等因素造成mcs服务失效时可以实现消息处理的重定位，进行故障转移；可以在维护现场搬送业务服务的同时，对应用进行补丁更新，实现无缝换版；支持使用secs/gem协议对设备进行rpc远程过程控制；架构清晰，适配性强，可以灵活组装mcs消息处理应用和mcs设备驱动应用，以适应其他外部控制系统或设备系统，并且根据fab物流搬送的繁忙程度，系统可以进行多维横向拓展，易于构建，便于管理的一种支持secs协议的高可用性mcs集群系统。

2、为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种支持secs协议的高可用性mcs集群系统，包括oracle数据库集群、mq集群、多个mcs server和多个mcs driver，所述mcsserver与所述mcs driver通过所述mq集群进行通讯，所述oracle数据库集群实现各应用节点的数据共享，采用oracle rac模式搭建数据库服务层。

3、作为优选的技术的方案，所述oracle数据库集群包括多台数据库服务器和共享存储，所述mcs server为消息处理程序模块，所述mcs driver为设备通讯驱动模块。

4、作为优选的技术的方案，所述mcs server和所述mcs driver均可以进行横向拓展，部署多台生产服务器，所述mcs server和所述mcs driver按照m:n(m>1,n>1)的比例进行自定义调整。

5、作为优选的技术的方案，在系统开发阶段，接口相对稳定设备对应的所述mcsdriver集中部署，接口易变设备对应的所述mcs driver独立部署，在系统版本更新时，仅更新接口易变设备对应的所述mcs driver和所述mcs server，避免接口相对稳定设备的所述mcs driver反复更新。

6、作为优选的技术的方案，所述mcs集群系统的开发平台为.net5以上，跨平台兼容，支持linux和window平台的部署。

7、作为优选的技术的方案，所述mcs server是使用asp.net blazor server编写的，所述mcs driver与设备通过secs/gem通讯协议进行通讯，多台所述mcs driver启动后同时与设备进行link-test请求，请求成功的所述mcs driver与设备连线成功，处于active状态，并向所述mcs server上报设备上线事件，其他所述mcs driver继续与设备进行间歇式的link-test请求，但实质上并未与设备连线，不会发送secs消息，处于standby状态。

8、作为优选的技术的方案，每个所述mcs driver可以与多个设备进行secs连接，在开启多台所述mcs driver的场景下，每个所述mcs driver中始终是0至全部的secs连接处于active状态，当active状态secs连接的所述mcs driver主动关闭或异常崩溃，或所部署的服务器异常宕机，或设备断线重连时，处于standby状态的某一个所述mcs driver与设备link-test成功，变更为active状态，并且上报所述mcs server设备上线消息。

9、作为优选的技术的方案，所述mcs driver是使用asp.net blazor server编写的，内聚了mcs的搬送业务逻辑，响应生产环境的搬送请求任务，可以向搬送设备发送搬送指令等远程控制指令，追踪设备状态、报警等信息，所述mcs server是按照负载均衡机制进行设计，设备上报的消息通过所述mq集群随机分发给任一所述mcs server进行消息处理。

10、作为优选的技术的方案，所述mcs server消息接口对接格式统一为json格式。

11、作为优选的技术的方案，所述mq集群采用开源消息代理软件rabbit mq进行构建，多个rabbit mq节点采用镜像集群模式实现mq集群的高可用性，所述mq集群在构建消息队列时采用rpc模式，支持mcs server->mcs driver->设备或者设备->mcs driver->mcsserver的rpc接口调用。

12、由于采用了上述技术方案，一种支持secs协议的高可用性mcs集群系统，包括oracle数据库集群、mq集群、多个mcs server和多个mcs driver，mcs server与mcs driver通过mq集群进行通讯，oracle数据库集群实现各应用节点的数据共享，采用oracle rac模式搭建数据库服务层；本发明的有益效果是：本发明为构建稳定可靠、高可用、可以进行无缝换版的mcs集群系统提供了一条切实可行的途径。在服务器故障等因素造成mcs服务失效时可以实现消息处理的重定位，进行故障转移；可以在维护现场搬送业务服务的同时，对应用进行补丁更新，实现无缝换版；支持使用secs协议对设备进行rpc远程过程控制。

13、本发明架构清晰，适配性强，可以灵活组装mcs server和mcs driver，以适应其他外部控制系统或设备系统，并且根据fab物流搬送的繁忙程度，系统可以进行多维横向拓展，易于构建，便于管理。在搬送业务繁重，系统性能受限时，mcs server和mcs driver均可以进行横向拓展，部署多台生产服务器，安装多个mcs server和mcs driver。mcs server和mcs driver可以进行灵活组合，按照m:n(m>1,n>1)的比例进行自定义调整，突破系统性能上限。

14、本发明的系统架构层次清晰，mcs消息处理应用与设备通讯协议充分解耦，即使设备与mcs server的通讯方式并非secs/gem协议，开发者也仅需要开发通讯协议相应的mcs设备驱动程序，将设备消息进行转化，适配mcs server需要的通用json格式消息即可，无需修改mcs server的业务逻辑，使mcs集群系统能够更快地落地存在多种通讯协议的设备和对接系统的fab环境，同时保证搬送业务逻辑的主体性不被侵蚀。

15、另外，在系统开发阶段，此时一部分设备接口相对稳定，另一部分设备还处于业务探讨阶段，可以将接口稳定的设备mcs driver集中部署，接口易变的设备对应的mcsdriver独立部署，在系统版本更新时，仅更新接口易变的mcs driver和mcs server，避免稳定的设备mcs driver也反复更新，造成设备重新连线进行初始化和生产暂停的问题，在这种精细化操作下，可以最大程度的保证fab环境的稳定生产。本系统开发平台为.net5以上，跨平台兼容，支持linux和window平台的部署，需要部署的节点实例在各场景和平台下具有一致性，正常来说并不需要安装其他中间件。