研究流程及方法

本論文使用Java程式語言應用李安謙實驗室所開發之『SECS通訊軟體模組』

[15][16][17][18][19]以統一塑模語言(Unified Modeling Language, UML)的軟體架構進行 設計開發SECS Box。SECS Box的開發分為四個階段：如圖1.2所示。

1. 應用Java程式語言開發軟體JBuilder於個人電腦上進行第一階段大部功能的 開發工作(如：SECS-II類別與GEM類別等的開發工作)，待完成後再利用Java 程式語言跨平台的特性將組譯完成之檔案移植到Embedded Linux系統中 (LinCon-8000) 進行第二階段關於RS-232通訊程式的連結。

2. SECS Box在開發有關RS-232的通訊軟體必須在LinCon-8000上利用該公司所 提供的ICPDAS Communication Service來建立RS-232的底層通訊[20]，並訂定 與PLC通訊資料傳輸格式和資料擷取功能服務程式(RS232 Service)。

3. 擴充原設備控制器(PLC)之RS232硬體通訊介面並增加PLC內部傳送與接收 RS-232通訊的功能服務。

4. SECS Box與旋轉塗佈設備的系統整合。

建立SECS Box之SECS-II通信訊息模型與GEM的通訊模型

建立SECS Box之RS-232通訊介面與SECS Box RS-232通訊模型

擴充設備控制器(PLC)之RS-232硬體通信介面與PLC內部接收/

傳送通訊模型規劃

SECS Box與旋轉塗佈設備之系統整合

圖 1.2 SECS Box 的開發流程

SECS Box 將與實驗室現有的光碟片旋轉塗佈設備做實際的整合，並使用工研院所 開發的SECS 模擬軟體(SECSEmulator Version 1.5)[21]來模擬工廠生產自動化上層主機 進行生產的測試驗證。本節說明SECS Box在發展過程中所會應用到的軟硬體工具與研 究方法，分述如下：

嵌入式系統(Embedded System)

所謂嵌入式系統即是直接把作業系統放到系統的ROM中，開機時直接讀取記憶體建 立作業系統不但開機時間較快，而且也沒有一般電腦因磁碟機怕震動的問題，任何的微 處理器MPU(Micro Process Unit)皆可作為一個崁入式系統的核心，根據英國電機工程師 協會(IEE-The Institution of Electrical Engineers)對嵌入式系統所做的定義，「嵌入系統為 控制、監視或輔助某個設備、機器或甚至工廠運作的裝置」。這個定義就目前而言已經 太過於狹窄，現今的PDA、手機、WebPad都可以算是嵌入系統的範疇。

嵌入式系統和一般電腦系統一樣，包含了五大部分﹕處理器、記憶體、輸出/輸入介 面、作業系統與應用軟體。實際上嵌入式系統可以想像成一個縮小版的電腦系統，但嵌 入式系統通常為特定功能的專用系統，如圖1.3所示。

目前比較著名的嵌入式作業系統有 Vxwork、uClinux、Palm、Windows CE、Embedded Linux等，而Embedded Linux是指Linux經小型後應用於特定目的的專用作業系統，它與 一般個人電腦的Linux一樣是免費的作業系統，Embedded Linux承襲了Linux在個人電腦 作業系統的優點，不論從技術、成本或相容性的角度，Embedded Linux都是嵌入式作業 系統的最佳選擇，目前嵌入式作業系統以Embedded Linux與Windows CE為兩大主流。

SECS

Java是由美國昇陽公司(Sun Micro System)的Green Group小組在1991年開始發展，於 1995年5月發表的程式語言[22][23]，該程式語言最大的特點在於其具跨平台特性，一旦 程式開發完成後，利用各個不同作業平台的Java虛擬機器(Java Virtual Machine，

JVM)Java程式即可在不同的作業平台執行，如圖1.5所示，它提供比C++有更完整的物件 導向機制，使得用Java寫成的程式更短、更易於瞭解與維護。Java語言本身亦提供了許 多發展套件，程式發展者可以直接運用這些套件來發展應用程式，大大縮短程式開發時 間。

圖 1.5 Java 跨作業平台特性

統一塑模語言(UML)

UML(Unified Modeling Language)是一種用來針對物件導向軟體作分析與設計的模 型語言[11][14]，它提供豐富的圖形表示法來表示物件的靜態架構、動態行為、生命週 期、狀態變化等，從各種圖形表示法當中設計者可以瞭解到可能發生的問題及是否滿足 設計需求。在物件導向程式語言已成為軟體撰寫的主流，而這種物件導向分析模型語言 也愈來愈多，UML在1997年11月已正式通過物件管理組織(OMG)的認證，成為物件導向 模型語言的工業標準，因此SECS Box以UML作為本文物件導向分析與設計的工具。

SECS 通訊軟體模組(SECS Module)

SECS Module為李安謙實驗室所開發針對以Java程式語言用來開發SECS通訊相關 應用程式的軟體開發組件[15][16][17][18][19]，SECS Module主要的功能為傳遞、編譯與 解譯SECS訊息，而SECS Box利用SECS Module來完成SEMI所規範之HSMS與SESC-II的 SECS底層通訊，圖1.6為SECS Box軟體架構圖。

圖 1.6 SECS Box 軟體架構圖