提高等離子體系統(tǒng)內(nèi)數(shù)據(jù)傳送速率的裝置制造方法
【專利摘要】一種總線互連結(jié)構(gòu)將主機(jī)系統(tǒng)與耦接至等離子體室的射頻（RF）發(fā)生器對(duì)接?？偩€互連結(jié)構(gòu)包含第一組主機(jī)端口，其被用于將功率分量設(shè)定和頻率分量設(shè)定提供給RF發(fā)生器。第一組主機(jī)端口的端口被用于接收隨著時(shí)間改變的不同的變量?？偩€互連結(jié)構(gòu)還包含第二組發(fā)生器端口，其被用于將功率讀回值和頻率讀回值發(fā)送給主機(jī)系統(tǒng)。總線互連結(jié)構(gòu)包含與主機(jī)系統(tǒng)集成的采樣器電路。采樣器電路被配置為在第一組端口，在選擇的時(shí)鐘沿對(duì)信號(hào)采樣，以捕捉等離子體室和RF發(fā)生器的操作狀態(tài)數(shù)據(jù)。
【專利說(shuō)明】提高等離子體系統(tǒng)內(nèi)數(shù)據(jù)傳送速率的裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及等離子體系統(tǒng)，尤其是涉及提高等離子體系統(tǒng)內(nèi)數(shù)據(jù)傳送速率的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]通信系統(tǒng)的主設(shè)備和從設(shè)備遵循協(xié)議彼此互相傳輸信息。例如在工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)串行并行接口(SPI)中，數(shù)據(jù)通過(guò)單根導(dǎo)線從主設(shè)備串行發(fā)送給從設(shè)備。作為另一個(gè)示例，時(shí)鐘信號(hào)從主設(shè)備傳輸至從設(shè)備。
[0003]然而，數(shù)據(jù)的串行傳輸具有缺陷，一個(gè)缺陷是數(shù)據(jù)速率低。當(dāng)通過(guò)導(dǎo)線一次傳送一位(bit)時(shí)，在主設(shè)備與從設(shè)備之間傳送信息要消耗大量的時(shí)間。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本公開(kāi)涉及提高在等離子體系統(tǒng)內(nèi)的數(shù)據(jù)傳送速率。應(yīng)該理解的是在本公開(kāi)中說(shuō)明的實(shí)施方式可以以大量方式實(shí)現(xiàn)，例如工藝、儀器、系統(tǒng)、設(shè)備、計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上的方法等。本公開(kāi)的各種實(shí)施方式如下所述。
[0005]在一些實(shí)施方式中，提供一種總線互連結(jié)構(gòu)，用于將主機(jī)系統(tǒng)與耦接至等離子體室的射頻(RF)發(fā)生器對(duì)接?？偩€互連結(jié)構(gòu)包含多個(gè)主機(jī)端口。主機(jī)系統(tǒng)的第一和第二端口被用于將功率分量設(shè)定和頻率分量設(shè)定提供給RF發(fā)生器。此外，主機(jī)系統(tǒng)的第三、第四、第五和第六端口被用于接收隨著時(shí)間改變的4個(gè)不同的變量?？偩€互連結(jié)構(gòu)還包含多個(gè)發(fā)生器端口。RF發(fā)生器的第一和第二端口被用于將功率讀回值和頻率讀回值發(fā)送給主機(jī)系統(tǒng)。總線互連結(jié)構(gòu)包含與主機(jī)系統(tǒng)集成的采樣器電路。采樣器電路被配置為在主機(jī)系統(tǒng)的第三、第四、第五和第六端口，在選擇的時(shí)鐘沿對(duì)信號(hào)采樣，以捕捉等離子體室和RF發(fā)生器的操作狀態(tài)數(shù)據(jù)。
[0006]在一些實(shí)施方式中，提供一種總線互連結(jié)構(gòu)，用于將主機(jī)系統(tǒng)與耦接至等離子體室的RF發(fā)生器對(duì)接?？偩€互連結(jié)構(gòu)包含第一組主機(jī)端口，其被用于將功率分量設(shè)定和頻率分量設(shè)定提供給RF發(fā)生器。第一組主機(jī)端口的端口被用于接收隨著時(shí)間改變的不同的變量?？偩€互連結(jié)構(gòu)還包含第二組發(fā)生器端口，其被用于將功率讀回值和頻率讀回值發(fā)送給主機(jī)系統(tǒng)。總線互連結(jié)構(gòu)包含與主機(jī)系統(tǒng)集成的采樣器電路。采樣器電路被配置為在第一組端口，在選擇的時(shí)鐘沿對(duì)信號(hào)采樣，以捕捉等離子體室和RF發(fā)生器的操作狀態(tài)數(shù)據(jù)。
[0007]在各種實(shí)施方式中，提供一種等離子體系統(tǒng)。等離子體系統(tǒng)包含用于提供數(shù)據(jù)信號(hào)的主機(jī)系統(tǒng)。等離子體系統(tǒng)還包含耦接至主機(jī)系統(tǒng)的RF發(fā)生器。RF發(fā)生器用于基于數(shù)據(jù)信號(hào)產(chǎn)生RF信號(hào)。等離子體系統(tǒng)包含用于使RF發(fā)生器的阻抗與等離子體室的阻抗相匹配的阻抗匹配電路。等離子體系統(tǒng)還包含將阻抗匹配電路與等離子體室耦接的RF傳輸線。等離子體系統(tǒng)包含將主機(jī)系統(tǒng)連接至RF發(fā)生器的總線接口?？偩€接口包含第一組主機(jī)端口。第一組主機(jī)端口被用于將功率分量設(shè)定和頻率分量設(shè)定提供給RF發(fā)生器。第一組主機(jī)端口被用于接收隨著時(shí)間改變的不同的變量?？偩€互連結(jié)構(gòu)包含第二組發(fā)生器端口，其被用于將功率讀回值和頻率讀回值發(fā)送給主機(jī)系統(tǒng)?？偩€互連結(jié)構(gòu)包含與主機(jī)系統(tǒng)集成的采樣器電路。采樣器電路被用于在第一組的端口，在選擇的時(shí)鐘沿對(duì)信號(hào)采樣，以捕捉等離子體室和RF發(fā)生器的操作狀態(tài)數(shù)據(jù)。
[0008]在各種實(shí)施方式中，提供一種數(shù)據(jù)速率傳送系統(tǒng)。數(shù)據(jù)速率傳送系統(tǒng)包含主機(jī)系統(tǒng)與RF發(fā)生器之間的多個(gè)端口，以允許以高于使用單條導(dǎo)線所允許的速率的速率傳送數(shù)據(jù)。例如，多個(gè)(例如3個(gè)、4個(gè)、5個(gè)等)變量在主機(jī)系統(tǒng)與RF發(fā)生器之間在例如秒、微秒等時(shí)間傳送。變量可以包含功率、頻率、負(fù)載阻抗的實(shí)部、負(fù)載阻抗的虛部。作為另一個(gè)示例，變量可以包含頻率、電壓幅值、電流幅值、電壓與電流之間的相位。
[0009]另外，在若干實(shí)施方式中，在主機(jī)系統(tǒng)與RF發(fā)生器之間傳送的變量的數(shù)量是有限的，例如3個(gè)變量、5個(gè)變量，6個(gè)變量等。變量的數(shù)量的限制減少了主機(jī)系統(tǒng)與RF發(fā)生器之間的通信信道的數(shù)量。例如被用于傳送變量的在主機(jī)系統(tǒng)與RF發(fā)生器之間的通信信道的數(shù)量少于32、64、128等。通信信道的數(shù)量的減少減少了連接至通信信道的主機(jī)系統(tǒng)的并行串行并行接口(PSPI)上的端口數(shù)量，且減少了連接至通信信道的RF發(fā)生器的PSPI上的端口數(shù)量。端口數(shù)量和通信信道的數(shù)量的減少減少了芯片(例如包含該主機(jī)系統(tǒng)的芯片、包含該RF發(fā)生器的RF控制器的芯片等)上的設(shè)施(real estate)。此外，通信信道的數(shù)量的減少減少了通信信道上傳送的信號(hào)的噪聲，并減少了損耗信號(hào)的信號(hào)完整性的概率。當(dāng)信號(hào)通過(guò)有限數(shù)量的通信信道傳送時(shí)，可能不需要檢查信號(hào)完整性。變量的數(shù)量使得能夠確定等離子體室是否適當(dāng)發(fā)揮功能，例如確定等離子體無(wú)約束、電弧等。
[0010]此外，在一些實(shí)施方式中，與使用例如以太網(wǎng)協(xié)議、以太網(wǎng)控制自動(dòng)化技術(shù)(EtherCAT)協(xié)議等分包協(xié)議所花費(fèi)的時(shí)間相比，在主機(jī)系統(tǒng)與RF發(fā)生器之間傳送變量所花費(fèi)的時(shí)間更少。應(yīng)該注意的是在各種實(shí)施方式中，EtherCAT協(xié)議比PSPI所采用的PSPI協(xié)議慢，例如具有更低的操作頻率。例如EtherCAT的數(shù)據(jù)速率是I千赫(kHz)，少于PSPI協(xié)議適用的數(shù)據(jù)速率。作為另一個(gè)示例，與通過(guò)PSPI的端口傳送的數(shù)據(jù)位相比，通過(guò)EtherCAT端口傳送的數(shù)據(jù)位數(shù)量更少。分包協(xié)議被用于從要在主設(shè)備與從設(shè)備之間傳送的數(shù)據(jù)創(chuàng)建數(shù)據(jù)包。分包基于耦接至分包協(xié)議接口(例如以太網(wǎng)端口、EtherCAT端口等)的網(wǎng)絡(luò)的帶寬，可以是有限的。在若干實(shí)施方式中，在主機(jī)系統(tǒng)和RF發(fā)生器之間傳送變量不執(zhí)行分包。
[0011]另外，在一些實(shí)施方式中，從變量確定統(tǒng)計(jì)值，例如均值、中位數(shù)、模式、最大值、最小值、滾動(dòng)方差、標(biāo)準(zhǔn)偏差、四分范圍(IQR)等，并刪除了變量的剩余值。例如在時(shí)間窗確定變量的均值，而被用于確定該均值的值則被從主機(jī)系統(tǒng)的存儲(chǔ)設(shè)備刪除。
[0012]統(tǒng)計(jì)值的確定和值的刪除節(jié)省了存儲(chǔ)器空間，并在確定等離子體系統(tǒng)內(nèi)的故障時(shí)提供可行性。例如當(dāng)主機(jī)系統(tǒng)內(nèi)的所有值被保存于云等時(shí)，值的數(shù)量大，可能阻礙值在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間的傳送等。當(dāng)統(tǒng)計(jì)值被保存在主機(jī)系統(tǒng)的一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備中，與所有值所占用的存儲(chǔ)空間相比，統(tǒng)計(jì)值占用的存儲(chǔ)空間更少。另外，與通過(guò)網(wǎng)絡(luò)(例如互聯(lián)網(wǎng)，內(nèi)部網(wǎng)等)傳送所有值相比，傳送統(tǒng)計(jì)值更簡(jiǎn)便。傳送統(tǒng)計(jì)值時(shí)使用的網(wǎng)絡(luò)的帶寬比傳送所有值時(shí)使用的帶寬要低。
[0013]上述實(shí)施方式的一些優(yōu)點(diǎn)包含:主機(jī)系統(tǒng)與RF發(fā)生器之間的數(shù)據(jù)傳送比由單條導(dǎo)線的串行通信所提供的數(shù)據(jù)傳送更快，節(jié)省了半導(dǎo)體芯片上的設(shè)施，不需要檢查信號(hào)完整性，以及數(shù)據(jù)傳送不需要使用分包協(xié)議。
[0014]其他方面可以從下面的結(jié)合附圖的具體說(shuō)明得知?！緦＠綀D】

【附圖說(shuō)明】
[0015]本公開(kāi)的各種實(shí)施方式可以通過(guò)參考下面結(jié)合附圖進(jìn)行的說(shuō)明來(lái)被最佳理解。
[0016]圖1是依據(jù)本公開(kāi)的各種實(shí)施方式的、用于提高數(shù)據(jù)傳送速率的系統(tǒng)的框圖。
[0017]圖2A是依據(jù)本公開(kāi)的若干實(shí)施方式的、用于提高圖1的系統(tǒng)的主機(jī)系統(tǒng)與圖1的系統(tǒng)的射頻(RF)發(fā)生器之間的數(shù)據(jù)傳送速率的系統(tǒng)的框圖。
[0018]圖2B是依據(jù)本公開(kāi)的若干實(shí)施方式的、用于提高主機(jī)系統(tǒng)與RF發(fā)生器之間的數(shù)據(jù)傳送速率的系統(tǒng)的實(shí)施方式的框圖。
[0019]圖3A是依據(jù)本公開(kāi)的一些實(shí)施方式的、用于示出與圖2A的系統(tǒng)的時(shí)鐘信號(hào)同步地對(duì)變量采樣的時(shí)序圖。
[0020]圖3B是依據(jù)本公開(kāi)的一些實(shí)施方式的、示出數(shù)據(jù)的并行傳送與數(shù)據(jù)的并行串行并行傳送之間的差異的圖。
[0021]圖4A是依據(jù)本公開(kāi)的各種實(shí)施方式的主機(jī)系統(tǒng)的實(shí)施方式的框圖。
[0022]圖4B是依據(jù)本公開(kāi)的若干實(shí)施方式的主機(jī)系統(tǒng)的實(shí)施方式的框圖。
[0023]圖5是依據(jù)本公開(kāi)的若干實(shí)施方式的、被用于示出變量幫助確定圖1的系統(tǒng)的等離子體室內(nèi)的等離子體的事件的圖表的實(shí)施方式的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面的實(shí)施方式說(shuō)明用于提高數(shù)據(jù)傳送速率的系統(tǒng)和方法。
[0025]圖1是依據(jù)本公開(kāi)中所記載的若干實(shí)施方式的、用于提高數(shù)據(jù)傳送速率的系統(tǒng)100的框圖。主機(jī)系統(tǒng)102包含統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)抽取(SDD)模塊和VME模塊106。本文使用的主機(jī)系統(tǒng)包含控制器，該控制器包含一個(gè)或多個(gè)處理器、以及一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備。在各種實(shí)施方式中，本文說(shuō)明的由控制器執(zhí)行的操作被控制器的一個(gè)或多個(gè)處理器執(zhí)行。
[0026]本文使用的處理器可以是中央處理單元(CPU)、微處理器、專用集成電路(ASIC)、可編程邏輯設(shè)備(PLD)等。存儲(chǔ)設(shè)備的示例包含只讀存儲(chǔ)器(ROM)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)、或者其組合。存儲(chǔ)設(shè)備可以是閃存存儲(chǔ)器、存儲(chǔ)磁盤(pán)冗余陣列(RAID)、硬盤(pán)等。
[0027]本文使用的模塊包含硬件、軟件、或者其組合。例如模塊被實(shí)現(xiàn)為處理數(shù)據(jù)的集成電路，例如現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列(FPGA)、ASIC等。作為另一個(gè)示例，模塊是由微處理器執(zhí)行的計(jì)算機(jī)軟件程序。作為另一個(gè)示例，模塊的一部分被實(shí)現(xiàn)為集成電路，模塊的另一部分被微處理器執(zhí)行。
[0028]SDD模塊104包含2MHz并行串行并行接口(PSPI)，該接口是通過(guò)通信鏈路110(例如線纜)連接至2MHz射頻(RF)發(fā)生器108的PSPI的接口。SDD模塊104還包含27MHzPSPI，該P(yáng)SPI通過(guò)通信鏈路114 (例如線纜)連接至27MHz RF發(fā)生器112的PSPI。此外，SDD模塊104包含60MHz PSPI，該P(yáng)SPI通過(guò)通信鏈路118 (例如線纜)連接至60MHz RF發(fā)生器116的PSPI。將一個(gè)PSPI連接至另一個(gè)PSPI的線纜可以使用協(xié)議，例如RS-232協(xié)議、通用串行總線(USB)協(xié)議等來(lái)傳輸信號(hào)。
[0029]RF發(fā)生器108、112和116連接至阻抗(Z)匹配電路120。例如RF發(fā)生器108通過(guò)通信媒介122 (例如線纜等)連接至阻抗匹配電路120，RF發(fā)生器112通過(guò)通信媒介124連接至阻抗匹配電路120，RF發(fā)生器116通過(guò)通信媒介126連接至阻抗匹配電路120。[0030]在一些實(shí)施方式中，阻抗匹配電路使連接至該阻抗匹配電路的負(fù)載的阻抗與也連接至該阻抗匹配電路的源的阻抗相匹配。例如阻抗匹配電路120使通過(guò)RF傳輸線130連接至阻抗匹配電路120的等離子體室128的阻抗與RF發(fā)生器108、112和116的阻抗相匹配。在若干實(shí)施方式中，阻抗匹配電路120包含用來(lái)匹配阻抗的電氣元件，例如電容器、電感器等。在各種實(shí)施方式中，RF傳輸線包含連接至RF帶的RF隧道，該RF帶連接至RF棒。
[0031]SDD模塊104的PSPI通過(guò)鏈路110、114和118，向RF發(fā)生器108、112和116的PSPI發(fā)送功率設(shè)定點(diǎn)(例如功率等)和頻率設(shè)定點(diǎn)(例如頻率等)。例如SDD模塊104的2MHzPSPI通過(guò)鏈路110向RF發(fā)生器108的PSPI發(fā)送功率設(shè)定點(diǎn)和頻率設(shè)定點(diǎn)，SDD模塊104的27MHz PSPI通過(guò)鏈路114向RF發(fā)生器112的PSPI發(fā)送功率設(shè)定點(diǎn)和頻率設(shè)定點(diǎn)，SSD模塊104的60MHz PSPI通過(guò)鏈路118向RF發(fā)生器116的PSPI發(fā)送功率設(shè)定點(diǎn)和頻率設(shè)定點(diǎn)。
[0032]RF發(fā)生器的數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)接收功率設(shè)定點(diǎn)，并將功率設(shè)定點(diǎn)提供給RF發(fā)生器的驅(qū)動(dòng)器，例如一個(gè)或多個(gè)晶體管等。驅(qū)動(dòng)器產(chǎn)生RF信號(hào)，該RF信號(hào)具有該功率設(shè)定點(diǎn)內(nèi)所表明的功率。耦接至驅(qū)動(dòng)器的放大器放大RF信號(hào)，并將放大的RF信號(hào)提供給阻抗匹配電路120。阻抗匹配電路120通過(guò)RF傳輸線130將具有該功率的放大的RF信號(hào)發(fā)送給等離子體室128。
[0033]類似地，RF發(fā)生器的DSP接收頻率設(shè)定點(diǎn)，并將頻率設(shè)定點(diǎn)提供給RF發(fā)生器的驅(qū)動(dòng)器。驅(qū)動(dòng)器產(chǎn)生RF信號(hào)，該RF信號(hào)具有該頻率設(shè)定點(diǎn)內(nèi)所表明的頻率。耦接至驅(qū)動(dòng)器的放大器放大RF信號(hào)，并將放大的RF信號(hào)提供給阻抗匹配電路120。阻抗匹配電路120通過(guò)RF傳輸線130將具有該頻率的放大的RF信號(hào)發(fā)送給等離子體室128。
[0034]等離子體室128包含靜電卡盤(pán)(ESC)、上電極和其它部件(未示出)，其它部件例如圍繞該上電極的上電介質(zhì)環(huán)、圍繞該上電介質(zhì)環(huán)的上電極延伸部、圍繞ESC的下電極的下電介質(zhì)環(huán)、圍繞該下電介質(zhì)環(huán)的下電極延伸部、上等離子體排除區(qū)(PEZ)環(huán)、下PEZ環(huán)等。上電極位于ESC的對(duì)面，并面對(duì)ESC。ESC包含下電極。例如半導(dǎo)體晶片等的工件被支撐在ESC的上表面上。在工件上開(kāi)發(fā)例如專用集成電路(ASIC)、可編程邏輯設(shè)備(PLD)等集成電路，且所述集成電路被用于各種電子產(chǎn)品中，例如手機(jī)、平板、智能手機(jī)、計(jì)算機(jī)、膝上型計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等。上電極和下電極中的每一個(gè)均由金屬制成，例如鋁、鋁合金、銅等。
[0035]在一個(gè)實(shí)施方式中，上電極包含耦接至中心供氣件(未示出)的孔。中心供氣件從氣源(未示出)接收一種或多種工藝氣體。工藝氣體的示例包含含氧氣體，諸如02。工藝氣體的其他示例包含含氟氣體、例如四氟甲烷(CF4)、六氟化硫(SF6)、六氟乙烷(C2F6)等。上電極是接地的。該ESC通過(guò)阻抗匹配電路120耦接至RF發(fā)生器108、112和116。
[0036]當(dāng)在上電極與ESC之間提供工藝氣體時(shí)，并且當(dāng)RF發(fā)生器108、112和/或116通過(guò)阻抗匹配電路120將RF信號(hào)提供給ESC的下電極時(shí)，工藝氣體被點(diǎn)燃，以在等離子體室128內(nèi)產(chǎn)生等離子體。
[0037]RF發(fā)生器內(nèi)的傳感器基于通過(guò)連接至該傳感器的通信媒介(例如通信媒介122、124、126等)傳送的RF信號(hào)來(lái)測(cè)量變量，例如正向功率、反射功率、復(fù)電壓、復(fù)電流等。例如RF發(fā)生器108的傳感器基于通過(guò)RF發(fā)生器108與阻抗匹配電路120之間的通信媒介122傳送的RF信號(hào)測(cè)量復(fù)電壓和復(fù)電流。
[0038]RF發(fā)生器內(nèi)的DSP可以基于由發(fā)生器的傳感器測(cè)得的變量確定(例如計(jì)算、算出等)其他變量，例如輸送功率、復(fù)電壓和電流(復(fù)V&I)、伽馬值、負(fù)載阻抗等。例如RF發(fā)生器108的DSP基于復(fù)電壓和復(fù)電流計(jì)算復(fù)V&I。復(fù)V&I包含與復(fù)電壓的幅值相同的電壓幅值、與復(fù)電流的幅值相同的電流幅值、以及是復(fù)電壓的相位與復(fù)電流的相位之間的相位差的相位。
[0039]在一些實(shí)施方式中，由RF發(fā)生器的DSP計(jì)算或者由RF發(fā)生器的傳感器測(cè)量的變量通過(guò)對(duì)應(yīng)的鏈路傳送給SDD模塊104的PSPI。例如由RF發(fā)生器108的DSP計(jì)算或者由RF發(fā)生器108的傳感器測(cè)量的變量通過(guò)鏈路110從RF發(fā)生器108的PSPI傳送至SDD模塊104 的 2MHz PSP10
[0040]在各種實(shí)施方式中，晶體管-晶體管(TTL)信號(hào)從RF發(fā)生器108的同步輸出(SyncOUT)端口提供給RF發(fā)生器112的同步輸入(Sync INPUT)端口來(lái)將操作同步，例如用RF發(fā)生器108改變RF發(fā)生器112的RF信號(hào)的狀態(tài)等。在一些實(shí)施方式中，TTL信號(hào)從RF發(fā)生器112的同步輸出端口提供給RF發(fā)生器116的同步輸入端口以將RF發(fā)生器112和116的操作同步。另外，在若干實(shí)施方式中，TTL信號(hào)從RF發(fā)生器116的同步輸出端口提供給SDD模塊104的同步輸入端口，從而向SDD模塊104通知由RF發(fā)生器108、112和116產(chǎn)生的RF信號(hào)的狀態(tài)，例如高態(tài)、低態(tài)、高功率狀態(tài)、低功率狀態(tài)等。應(yīng)該注意的是，高態(tài)或者高功率狀態(tài)是RF信號(hào)的具有比低態(tài)或者低功率狀態(tài)更高功率幅值的狀態(tài)。在若干實(shí)施方式中，RF信號(hào)在高態(tài)和低態(tài)之間切換。
[0041]在一些實(shí)施方式中，在SDD模塊104內(nèi)產(chǎn)生的、存儲(chǔ)在SDD模塊104內(nèi)的、和/或由SDD模塊104的PSPI從RF發(fā)生器的PSPI接收的數(shù)據(jù)(例如變量等)通過(guò)連接132 (例如以太網(wǎng)連接、EtherCAT連接、USB連接、串行連接、并行連接等)從SDD模塊104的SDD輸出提供給VME模塊106的SDD輸入。通過(guò)SDD輸入接收的數(shù)據(jù)可以存儲(chǔ)在VME模塊106內(nèi)。
[0042]在若干實(shí)施方式中，VME模塊106的2MHz發(fā)送/接收(Tx/Rx)端口被用于通過(guò)連接134 (例如以太網(wǎng)連接、EtherCAT連接、USB連接、串行連接、并行連接等)將功率和頻率以外的設(shè)定點(diǎn)(例如溫度設(shè)定點(diǎn)等)傳輸至RF發(fā)生器108的端口(例如以太網(wǎng)端口、EtherCAT端口等)。此外，VME模塊106的27MHz發(fā)送/接收(Tx/Rx)端口被用于通過(guò)連接136將功率和頻率以外的設(shè)定點(diǎn)傳輸至RF發(fā)生器112的端口，例如以太網(wǎng)端口、EtherCAT端口等。另外，VME模塊106的60MHz發(fā)送/接收(Tx/Rx)端口被用于通過(guò)連接138將功率和頻率以外的設(shè)定點(diǎn)傳輸至RF發(fā)生器116的端口，例如以太網(wǎng)端口、EtherCAT端口等。在一些實(shí)施方式中，VME模塊106的Tx/Rx端口將從SDD模塊104接收的數(shù)據(jù)(例如變量等)發(fā)送給RF發(fā)生器108、112和116的端口(例如以太網(wǎng)端口、EtherCAT端口等)。在各種實(shí)施方式中，連接134、136和138便于由VME模塊106從RF發(fā)生器108、112和116接收數(shù)據(jù)。
[0043]應(yīng)該注意的是，盡管針對(duì)2MHz、27MHz和60MHz發(fā)生器說(shuō)明了上述實(shí)施方式，但在一些實(shí)施方式中使用任何其他的頻率。例如使用4MHz發(fā)生器，而非2MHz發(fā)生器。
[0044]還要注意的是，可以使用任何數(shù)量的RF發(fā)生器。例如可以使用I個(gè)或2個(gè)RF發(fā)生器，而不是3個(gè)RF發(fā)生器。
[0045]圖2A是用于提高主機(jī)系統(tǒng)102與RF發(fā)生器108、112和116 (圖1)之間的數(shù)據(jù)傳送速率的系統(tǒng)200的實(shí)施方式的框圖。
[0046]RF發(fā)生器包含控制器。例如RF發(fā)生器108包含控制器202，控制器202包含PSPI203。此外，RF發(fā)生器112包含控制器204，控制器204包含PSPI 205。RF發(fā)生器116包含控制器206，控制器206包含PSPI 207。
[0047]主機(jī)系統(tǒng)102包含用于先進(jìn)過(guò)程控制的虛擬方法(VMAP)控制器208。VMAP控制器208 包含 PSPI 210,PSPI 210 是 SDD 104 的 2MHz PSPI (圖1)的示例。VMAP 控制器 208 包含 PSPI 212, PSPI 212 是 SDD 104 的 27MHz PSPI 的示例，并且 VMAP 控制器 208 包含 PSPI214，PSPI 214 是 SDD 104 的 60MHz PSPI 的示例。
[0048]PSPI 210的2MHz功率設(shè)定點(diǎn)串行數(shù)據(jù)輸出(SDO)端口通過(guò)通信信道C2，將功率設(shè)定點(diǎn)串行發(fā)送給PSPI 203的2MHz功率設(shè)定點(diǎn)串行數(shù)據(jù)輸入(SDI)端口。通信信道的示例包含遵循例如串行協(xié)議、差分協(xié)議等協(xié)議的一條或多條導(dǎo)線等。例如，如果是差分信號(hào)，通信信道包含2條導(dǎo)線。當(dāng)使用差分信令時(shí)，與不使用差分信令時(shí)相比，被用于傳送數(shù)據(jù)信號(hào)(例如設(shè)定點(diǎn)、讀回?cái)?shù)據(jù)、變量等)的數(shù)據(jù)端口(例如設(shè)定點(diǎn)端口、讀回端口等)的針數(shù)增多(例如翻倍)，并且數(shù)據(jù)信號(hào)的抗噪性得到改善。另外，在該示例中，通信信道包含一條導(dǎo)線。此外，在一些實(shí)施方式中，PSPI 210的2MHz頻率設(shè)定點(diǎn)SDO端口通過(guò)通信信道C4將頻率設(shè)定點(diǎn)串行發(fā)送給PSPI 203的2MHz頻率設(shè)定點(diǎn)SDI端口。
[0049]此外，PSPI 203的功率讀回SDO端口通過(guò)通信信道Cl，將功率讀數(shù)(例如由RF發(fā)生器108 (圖1)的傳感器測(cè)得的正向功率、由RF發(fā)生器108的傳感器測(cè)得的反射功率、由RF發(fā)生器108的DSP確定的輸送功率等)發(fā)送給PSPI 210的功率讀回SDI端口。應(yīng)該注意的是，輸送功率是正向功率與反射功率之間的差。應(yīng)該注意的是在一些實(shí)施方式中，正向功率包含由RF發(fā)生器提供給等離子體室128 (圖1)的RF功率，反射功率包含從等離子體室128朝RF發(fā)生器反射回的RF功率。
[0050]此外，在各種實(shí)施方式中，PSPI 203的頻率讀回SDO端口通過(guò)通信信道C3，將頻率讀數(shù)(例如由RF發(fā)生器108 (圖1)的傳感器測(cè)得的正向功率的頻率、由RF發(fā)生器108的傳感器測(cè)得的反射功率的頻率、由RF發(fā)生器108的DSP確定的輸送功率的頻率等)發(fā)送給PSPI 210的頻率讀回SDI端口。
[0051]另外，在若干實(shí)施方式中，PSPI 203的阻抗實(shí)部讀回SDO端口通過(guò)通信信道C5，將負(fù)載的負(fù)載阻抗的實(shí)部(例如電阻等)發(fā)送給PSPI 210的2MHz阻抗實(shí)部SDI端口。負(fù)載的示例包含一個(gè)或多個(gè)通信媒介122、124和126、阻抗匹配電路120、RF傳輸線130、等離子體室128、或者其組合。在各種實(shí)施方式中，PSPI 203的阻抗虛部讀回SDO端口通過(guò)通信信道C6，將負(fù)載阻抗的虛部(例如電抗等)發(fā)送給PSPI 210的2MHz阻抗虛部SDI端口。
[0052]PSPI 210通過(guò)通信信道C7將從選擇(SS)信號(hào)從2MHz SS端口發(fā)送給PSPI 203的2MHz SS端口來(lái)選擇半導(dǎo)體芯片，RF控制器202和PSPI 203在該半導(dǎo)體芯片上被實(shí)現(xiàn)。SS信號(hào)確定PSPI 203,205和/或207中的哪個(gè)或哪些從VMAP控制器208聽(tīng)取(例如讀出等)數(shù)據(jù)和/或向VMAP控制器208發(fā)送數(shù)據(jù)。例如選擇PSPI 203時(shí)，SS信號(hào)通過(guò)通信信道C7發(fā)送。當(dāng)選擇了 PSPI 203時(shí)，執(zhí)行設(shè)定點(diǎn)可以發(fā)送給PSPI 203和/或從PSPI 203讀回。作為另一個(gè)示例，選擇其上實(shí)現(xiàn)有RF控制器204和PSPI 205的半導(dǎo)體芯片，SS信號(hào)通過(guò)通信信道C16從PSPI 212的27MHz SS端口發(fā)送給PSPI 203的27MHz SS端口。此夕卜，選擇其上實(shí)現(xiàn)有RF控制器206和PSPI 207的半導(dǎo)體芯片，SS信號(hào)通過(guò)通信信道C25從PSPI 214 的 60MHz SS 端口發(fā)送給 PSPI 207 的 27MHz SS 端口。
[0053]時(shí)鐘信號(hào)通過(guò)通信信道C8從PSPI 210的RF Ctrl (控制)-CLK端口發(fā)送給PSPI203的RF Ctrl-CLK端口。另外，例如參考信號(hào)、零電壓信號(hào)等接地信號(hào)在PSPI 210的RFCtrl-GND (接地)端口與PSPI 203的RF Ctrl-GND端口之間傳輸。接地信號(hào)為所有在VMAP控制器208與PSPI 203,205和207之間傳輸?shù)男盘?hào)(除了時(shí)鐘信號(hào)之外)建立了參考。
[0054]類似地，類似于在PSPI 210與PSPI 203之間傳輸?shù)男盘?hào)的信號(hào)通過(guò)通信信道ClO至C18在PSPI212與PSPI 205之間傳輸。此外，類似于在PSPI 210與PSPI 203之間傳輸?shù)男盘?hào)的信號(hào)通過(guò)通信信道C19至C27在PSPI 214與PSPI 207之間傳輸。在若干實(shí)施方式中，通信信道Cl至C9包含在例如RS-232線纜等線纜內(nèi)，通信信道ClO至C18包含在例如RS-232線纜等另一條線纜內(nèi)，通信信道C19至C27包含在例如RS-232線纜等又一條線纜內(nèi)。
[0055]此外，TTL信號(hào)從RF控制器206的TTL輸出端口發(fā)送給VMAP控制器208的TTL輸入端口。應(yīng)該注意的是RF控制器206的TTL輸出端口與60MHz RF發(fā)生器116 (圖1)同步輸出的端口相同，PSPI 210的TTL輸入端口與SDD 104 (圖1)的同步輸入端口相同。
[0056]在各種實(shí)施方式中，主機(jī)系統(tǒng)102的PSPI 210、212和214與RF控制器202、204和206的PSPI 203、205和207之間的通信是點(diǎn)到點(diǎn)的。例如PSPI 210不通過(guò)包含網(wǎng)絡(luò)設(shè)備(例如路由器、交換機(jī)、網(wǎng)橋等)的網(wǎng)絡(luò)(例如互聯(lián)網(wǎng)、內(nèi)部網(wǎng)等)連接至PSPI 203。作為另一個(gè)示例，PSPI 212不通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接至PSPI 205，PSPI 214不通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接至PSPI 207。與被用于網(wǎng)絡(luò)的有線網(wǎng)絡(luò)的長(zhǎng)度相比，點(diǎn)到點(diǎn)通信減小主機(jī)系統(tǒng)102與RF發(fā)生器202、204和206之間的通信信道Cl至C27的一個(gè)或多個(gè)長(zhǎng)度。
[0057]在一些實(shí)施方式中，沒(méi)有由PSPI執(zhí)行的分包(例如產(chǎn)生以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包，產(chǎn)生EtherCAT數(shù)據(jù)包等)。在各種實(shí)施方式中，少于32個(gè)并行信道被用于在VMAP控制器208的PSPI與RF發(fā)生器控制器的PSPI之間傳送數(shù)據(jù)信號(hào)。例如少于32個(gè)并行信道被用于在PSPI 210與PSPI 203之間傳送功率讀回信號(hào)、功率設(shè)定點(diǎn)信號(hào)、頻率讀回信號(hào)、頻率設(shè)定點(diǎn)信號(hào)、阻抗實(shí)部信號(hào)和阻抗虛部信號(hào)。
[0058]在一些實(shí)施方式中，在其上實(shí)現(xiàn)有RF控制器的PSPI的芯片與實(shí)現(xiàn)有另一個(gè)RF控制器的PSPI的芯片分離。例如PSPI 203在半導(dǎo)體芯片內(nèi)實(shí)現(xiàn)，PSPI 205在另一個(gè)半導(dǎo)體芯片內(nèi)實(shí)現(xiàn)，PSPI 207在又一個(gè)半導(dǎo)體芯片內(nèi)實(shí)現(xiàn)。在若干實(shí)施方式中，VMAP控制器208在單個(gè)的半導(dǎo)體芯片內(nèi)或者在多個(gè)半導(dǎo)體芯片內(nèi)實(shí)現(xiàn)。例如PSPI 210在半導(dǎo)體芯片內(nèi)實(shí)現(xiàn)，PSPI 212在另一個(gè)半導(dǎo)體芯片內(nèi)實(shí)現(xiàn)，PSPI 214在又一個(gè)半導(dǎo)體芯片內(nèi)實(shí)現(xiàn)。
[0059]在各種實(shí)施方式中，變量的讀回與設(shè)定點(diǎn)的傳送同步(例如同時(shí)等)執(zhí)行。例如通過(guò)通信信道Cl讀回功率與通過(guò)通信信道C2發(fā)送功率設(shè)定點(diǎn)同步執(zhí)行。作為另一個(gè)示例，通過(guò)通信信道C3讀回頻率與通過(guò)通信信道C2發(fā)送功率設(shè)定點(diǎn)和/或通過(guò)通信信道C4發(fā)送頻率設(shè)定點(diǎn)同步執(zhí)行。作為又一個(gè)示例，通過(guò)信道C1、C3、C5和C6傳送的變量的信號(hào)以及通過(guò)信道C2和C4傳送的設(shè)定點(diǎn)的信號(hào)與通過(guò)通信信道CS發(fā)送的時(shí)鐘信號(hào)被同步傳送，例如讀出、發(fā)送等。
[0060]在一些實(shí)施方式中，例如功率讀回信號(hào)、頻率讀回信號(hào)、負(fù)載阻抗的實(shí)部讀回信號(hào)、負(fù)載阻抗的虛部讀回信號(hào)等讀回信號(hào)是數(shù)據(jù)信號(hào)的示例。此外，例如頻率設(shè)定點(diǎn)信號(hào)、功率設(shè)定點(diǎn)信號(hào)等設(shè)定點(diǎn)信號(hào)是數(shù)據(jù)信號(hào)的示例。另外，從選擇信號(hào)是控制信號(hào)的示例。
[0061]在各種實(shí)施方式中，在一個(gè)或多個(gè)集成電路(例如FPGA、ASIC等)內(nèi)實(shí)現(xiàn)了主機(jī)系統(tǒng)102。此外，在一些實(shí)施方式中，在一個(gè)或多個(gè)集成電路內(nèi)實(shí)現(xiàn)了一個(gè)或多個(gè)RF控制器202、204 和 206。[0062]在一些實(shí)施方式中，所有RF發(fā)生器的變量的傳送與時(shí)鐘信號(hào)同步(例如與時(shí)鐘信號(hào)同時(shí)執(zhí)行、在時(shí)鐘沿執(zhí)行等)。例如在信道Cl、C3、C5、C6、CIO、C12、C14、C15、C19、C21、C23和C24上傳送的變量與從PSPI 210的RF Ctrl-CLK端口發(fā)送的時(shí)鐘信號(hào)同步。作為另一個(gè)示例，從PSPI 210、212和214的RF Ctrl-CLK端口發(fā)送的時(shí)鐘信號(hào)互相同步，并與在信道 C1、C3、C5、C6、C10、C12、C14、C15、C19、C21、C23 和 C24 上傳送的變量同步。作為另一個(gè)示例，在信道Cl、C3、C5、C6、CIO、C12、C14、C15、C19、C2UC23和C24上傳送的變量以及在信道C2、C4、C11、C13、C20和C22上傳送的變量的設(shè)定點(diǎn)與從PSPI 210的RF Ctrl-CLK端口發(fā)送的時(shí)鐘信號(hào)同步。作為另一個(gè)示例，從PSPI 210、212和214的RF Ctrl-CLK端口發(fā)送的時(shí)鐘信號(hào)互相同步，并與在信道Cl、C2、C3、C4、C5、C6、C9、CIO、Cll、C12、C13、C14、C15、C19、C20、C21、C22、C23和C24上傳送的變量同步。
[0063]在各種實(shí)施方式中，VMAP控制器208的PSPI在僅設(shè)定點(diǎn)模式或者僅讀回模式下操作。例如當(dāng)PSPI 210的2MHz功率設(shè)定點(diǎn)SDO端口和2MHz頻率設(shè)定點(diǎn)SDO端口被配置來(lái)發(fā)送設(shè)定點(diǎn)時(shí)，PSPI 210的2MHz功率讀回SD1、2MHz頻率讀回SD1、2MHz阻抗實(shí)部SDI端口和2MHz阻抗虛部SDI端口不被配置為從PSPI 203讀回變量。作為另一個(gè)示例，當(dāng)PSPI210的2MHz功率讀回SD1、2MHz頻率讀回SD1、2MHz阻抗實(shí)部SDI端口和2MHz阻抗虛部SDI端口被配置來(lái)從PSPI 203讀回變量時(shí)，PSPI 210的2MHz功率設(shè)定點(diǎn)SDO端口和2MHz頻率設(shè)定點(diǎn)SDO端口不被配置為將設(shè)定點(diǎn)發(fā)送給PSPI 203。
[0064]在一些實(shí)施方式中，例如RF控制器202、RF控制器204、RF控制器206等RF控制器的PSPI在僅設(shè)定點(diǎn)模式或者僅讀回模式下操作。例如當(dāng)PSPI 203的2MHz功率設(shè)定點(diǎn)SDI端口和2MHz頻率設(shè)定點(diǎn)SDI端口被配置來(lái)讀出(例如接收、訪問(wèn)等)設(shè)定點(diǎn)時(shí)，PSPI 203的2MHz功率讀回SD0、2MHz頻率讀回SD0、2MHz阻抗實(shí)部SDO端口和2MHz阻抗虛部SDO端口不被配置為將變量發(fā)送給PSPI 210。作為另一個(gè)示例，當(dāng)PSPI 203的2MHz功率讀回SD0、2MHz頻率讀回SD0、2MHz阻抗實(shí)部SDO端口和2MHz阻抗虛部SDO端口被配置來(lái)將變量發(fā)送給PSPI 210時(shí)，PSPI 203的2MHz功率設(shè)定點(diǎn)SDI端口和2MHz頻率設(shè)定點(diǎn)SDI端口不被配置為從PSPI 210接收設(shè)定點(diǎn)。
[0065]在各種實(shí)施方式中，主機(jī)系統(tǒng)102的PSPI (例如PSPI 210、212、214等)被配置為以耦接至主機(jī)系統(tǒng)102的RF發(fā)生器的PSPI支持的數(shù)據(jù)速率操作。例如當(dāng)RF控制器202在快速FPGA上實(shí)現(xiàn)時(shí)，PSPI 210的RF Ctrl-CLK端口被配置為以大于或者等于I兆赫(MHz )的頻率操作以將時(shí)鐘信號(hào)發(fā)送給RF控制器202。在該示例中，當(dāng)不是RF控制器202，而是另一個(gè)RF控制器(未示出)在慢FGPA上實(shí)現(xiàn)時(shí)，PSPI 210的RF Ctrl-CLK端口被配置為以小于IMHz的頻率操作以將時(shí)鐘信號(hào)發(fā)送給其他RF控制器。應(yīng)該注意的是IMHz是示例，頻率不限于1MHz。例如可以使用不是IMHz的另一個(gè)頻率，例如2MHz、3MHz等，以示出快FPGA與慢FPGA之間的差異。
[0066]圖2B是用于提高主機(jī)系統(tǒng)102與RF控制器252之間的數(shù)據(jù)傳送速率的系統(tǒng)250的實(shí)施方式的框圖，RF控制器252是RF控制器202、RF控制器204、或者RF控制器206(圖2A)的示例。系統(tǒng)250包含主機(jī)系統(tǒng)102、RF控制器252和總線互連結(jié)構(gòu)254。
[0067]總線互連結(jié)構(gòu)254在主機(jī)系統(tǒng)102與RF控制器252之間對(duì)接，例如提供一個(gè)或多個(gè)通信信道、提供通信協(xié)議等?？偩€互連結(jié)構(gòu)254包含PSPI，該P(yáng)SPI包含安裝在主機(jī)系統(tǒng)102內(nèi)的多個(gè)主機(jī)端口 HPl至HP6。此外，總線互連結(jié)構(gòu)254包含PSPI，該P(yáng)SPI包含安裝在RF控制器252內(nèi)的多個(gè)發(fā)生器端口 GPl至GP6。
[0068]應(yīng)該注意的是，盡管示出了 6個(gè)端口，但在一些實(shí)施方式中，RF控制器252或者主機(jī)系統(tǒng)102包含任何數(shù)量的端口，例如9個(gè)、10個(gè)、8個(gè)等。例如安裝在主機(jī)系統(tǒng)102內(nèi)的PSPI包含端口 HP7，該端口 HP7發(fā)送從選擇信號(hào)以選擇安裝在RF控制器252內(nèi)的PSPI，用于實(shí)現(xiàn)將數(shù)據(jù)(例如功率設(shè)定點(diǎn)、頻率設(shè)定點(diǎn)等)提供給安裝在RF控制器252內(nèi)的PSPI或者實(shí)現(xiàn)從安裝在RF控制器252內(nèi)的PSPI讀回?cái)?shù)據(jù)(例如變量VRl至VR4等)。作為另一個(gè)示例，主機(jī)系統(tǒng)102的PSPI包含端口 HP8，該端口 HP8將時(shí)鐘信號(hào)發(fā)送給安裝在RF控制器252內(nèi)的PSPI。作為又一個(gè)示例，主機(jī)系統(tǒng)102的PSPI包含端口 HP9，該端口 HP9將接地信號(hào)發(fā)送給安裝在RF控制器252內(nèi)的PSPI，或者從安裝在RF控制器252內(nèi)的PSPI接收接地信號(hào)。作為另一個(gè)示例，安裝在RF控制器252內(nèi)的PSPI包含端口 GP7，該端口 GP7從端口 HP7接收從選擇信號(hào)，以開(kāi)始發(fā)送數(shù)據(jù)給安裝在主機(jī)系統(tǒng)102內(nèi)的PSPI或者從安裝在主機(jī)系統(tǒng)102內(nèi)的PSPI開(kāi)始接收數(shù)據(jù)。作為另一個(gè)示例，安裝在RF控制器252內(nèi)的PSPI包含端口 GP8，該端口 GP8從安裝在主機(jī)系統(tǒng)102內(nèi)的PSPI接收時(shí)鐘信號(hào)。作為又一個(gè)示例，安裝在RF控制器252內(nèi)的PSPI包含端口 GP9，該端口 GP9將接地信號(hào)發(fā)送給安裝在主機(jī)系統(tǒng)102內(nèi)的PSPI，或者從安裝在主機(jī)系統(tǒng)102內(nèi)的PSPI接收接地信號(hào)。
[0069]在一些實(shí)施方式中，端口 HPl是功率設(shè)定點(diǎn)串行數(shù)據(jù)輸出端口，端口 HP2是頻率設(shè)定點(diǎn)串行數(shù)據(jù)輸出端口，端口 HP3是功率讀回串行數(shù)據(jù)輸入端口，端口 HP4是頻率讀回串行數(shù)據(jù)輸入端口，端口 HP5是負(fù)載阻抗實(shí)部串行數(shù)據(jù)輸入端口，端口 HP6是負(fù)載阻抗虛部串行數(shù)據(jù)輸入端口，端口 HP7是從選擇信號(hào)端口，端口 HP8是時(shí)鐘信號(hào)端口，端口 HP9是接地信號(hào)端口。
[0070]在各種實(shí)施方式中，端口 GPl是功率設(shè)定點(diǎn)串行數(shù)據(jù)輸入端口，端口 GP2是頻率設(shè)定點(diǎn)串行數(shù)據(jù)輸入端口，端口 GP3是功率讀回串行數(shù)據(jù)輸出端口，端口 GP4是頻率讀回串行數(shù)據(jù)輸出端口，端口 GP5是負(fù)載阻抗實(shí)部串行數(shù)據(jù)輸出端口，端口 GP6是負(fù)載阻抗虛部串行數(shù)據(jù)輸出端口，端口 GP7是從選擇信號(hào)端口，端口 GP8是時(shí)鐘信號(hào)端口，端口 GP9是接地信號(hào)端口。
[0071]端口 HPl將例如功率幅值等功率分量設(shè)定發(fā)送給端口 GPl。此外，端口 HP2將例如頻率等頻率分量設(shè)定發(fā)送給端口 GP2。此外，端口 HP2至HP6接收(例如讀回、訪問(wèn)等)4個(gè)隨著時(shí)間改變的、不同的變量VRl至VR4。例如，復(fù)負(fù)載阻抗、復(fù)V&1、復(fù)電壓、復(fù)電流、復(fù)功率、復(fù)伽馬值等具有正頻率。作為另一個(gè)示例，實(shí)際上頻率不是常數(shù)。例如頻率具有隨著時(shí)間改變頻率的標(biāo)準(zhǔn)偏差、方差等。在一些實(shí)施方式中，頻率維持恒定。
[0072]端口 GP3將例如功率幅值等功率讀回值發(fā)送給端口 HP3。此外，端口 GP4將例如頻率等頻率讀回值發(fā)送給主機(jī)系統(tǒng)102。
[0073]主機(jī)系統(tǒng)102的PSPI包含采樣器電路254。采樣器電路254與主機(jī)系統(tǒng)102集成，例如配置在主機(jī)系統(tǒng)102的集成電路內(nèi)。在若干實(shí)施方式中，對(duì)信號(hào)采樣的每個(gè)端口都包含采樣器電路。例如端口 HP3包含采樣器電路，端口 HP4包含采樣器電路，端口 HP5包含采樣器電路，端口 HP6包含采樣器電路；端口 GPl包含采樣器電路，端口 GP2包含采樣器電路。
[0074]采樣器電路254在端口 HP3至HP6，在選擇的時(shí)鐘沿(例如上升時(shí)鐘沿、下降時(shí)鐘沿等)對(duì)接收的信號(hào)(例如變量VRl至VR4等)采樣。采樣器電路254對(duì)信號(hào)采樣以捕捉等離子體室128 (圖1)的以及RF發(fā)生器108、112和/或116 (圖1)的操作狀態(tài)數(shù)據(jù)，例如頻率、負(fù)載阻抗、變量Vl至V4、復(fù)電壓、復(fù)電流、復(fù)V&I。等離子體室128的操作狀態(tài)數(shù)據(jù)被包含RF控制器252的RF發(fā)生器的傳感器(例如電壓和電流傳感器、電壓傳感器、電流傳感器、功率傳感器等)檢測(cè)(例如測(cè)量、感測(cè)等)。在一些實(shí)施方式中，等離子體室128的操作狀態(tài)數(shù)據(jù)(例如復(fù)伽馬值、復(fù)輸送功率等)由包含RF控制器252的RF發(fā)生器的DSP確定。在各種實(shí)施方式中，RF發(fā)生器的操作狀態(tài)數(shù)據(jù)包含由RF發(fā)生器設(shè)定的頻率、功率等。應(yīng)該注意的是主機(jī)系統(tǒng)102將例如頻率設(shè)定點(diǎn)、功率設(shè)定點(diǎn)等設(shè)定點(diǎn)提供給RF發(fā)生器。當(dāng)RF發(fā)生器接收設(shè)定點(diǎn)時(shí)，RF發(fā)生器基于該設(shè)定點(diǎn)設(shè)定功率和/或頻率。例如RF發(fā)生器在RF發(fā)生器的存儲(chǔ)設(shè)備中查找設(shè)定點(diǎn)，以確定與設(shè)定點(diǎn)關(guān)聯(lián)(例如鏈接等)的驅(qū)動(dòng)功率和/或頻率。設(shè)定功率和/或頻率(例如驅(qū)動(dòng)功率和/或頻率等)被提供來(lái)驅(qū)動(dòng)RF發(fā)生器，以產(chǎn)生具有該功率和/或頻率的RF信號(hào)。
[0075]在5個(gè)變量在主機(jī)系統(tǒng)102與RF控制器252之間的通信信道上傳送的實(shí)施方式中，5個(gè)變量的示例包含頻率、復(fù)正向功率、復(fù)反射功率。復(fù)功率包含功率的幅值和功率的相位。5個(gè)變量的另一個(gè)示例包含頻率、復(fù)電壓和復(fù)電流。復(fù)電壓包含電壓幅值和電壓相位。復(fù)電流包含電流幅值和電流相位。在這些實(shí)施方式中，在主機(jī)系統(tǒng)102的PSPI與RF控制器252的PSPI之間使用5個(gè)通信信道以從RF控制器252的PSPI讀回5個(gè)變量。
[0076]圖3A是用于示出與時(shí)鐘信號(hào)同步地對(duì)4個(gè)變量VR1、VR2、VR3和VR4采樣(例如讀出、訪問(wèn)等)的時(shí)序圖300的實(shí)施方式。變量VRl被表示為SDI信號(hào)304，變量VR2被表示為SDI信號(hào)306，變量VR3被表示為SDI信號(hào)308，變量VR4被表示為SDI信號(hào)310。變量VRl至VR4的示例包含頻率、功率、負(fù)載阻抗的實(shí)部、負(fù)載阻抗的虛部。變量VRl至VR4的另一個(gè)示例包含頻率、電壓幅值、電流幅值、電壓與電流之間的相位。變量VRl至VR4的又一個(gè)示例包含頻率、輸送功率幅值、復(fù)伽馬值。變量VRl至VR4的另一個(gè)示例包含頻率、輸送功率幅值、復(fù)負(fù)載阻抗。變量VRl至VR4的另一個(gè)示例包含頻率和復(fù)正向功率，復(fù)正向功率包含電壓幅值、電流幅值、電壓與電流之間的相位。變量VRl至VR4的又一個(gè)示例包含頻率和復(fù)反射功率，復(fù)反射功率包含電壓幅值、電流幅值、電壓與電流之間的相位。變量VRl至VR4的另一個(gè)示例包含頻率和復(fù)V&I，復(fù)V&I包含電流幅值、電壓幅值、電流與電壓之間的相位。
[0077]在若干實(shí)施方式中，變量VRl至VR4在VMAP控制器208的PSPI與RF發(fā)生器控制器的PSPI之間傳輸。例如4個(gè)變量VRl至VR4通過(guò)通信信道Cl、C3、C5和C6和/或通過(guò)通信信道C2、C4、C5和C6，在PSPI 210 (圖2A)與PSPI203 (圖2A)之間傳輸。此外，作為另一個(gè)示例，4個(gè)變量VRl至VR4通過(guò)通信信道CIO、C12、C14和C15和/或通過(guò)通信信道C11、C13、C14 和 C15，在 PSPI 212 (圖 2A)與 PSPI 205 (圖 2A)之間傳輸。
[0078]時(shí)鐘信號(hào)302是從PSPI的RF Ctrl-CLK端口發(fā)送的時(shí)鐘信號(hào)的示例。例如時(shí)鐘信號(hào)302從PSPI 210的RF Ctrl-CLK端口(圖2A)發(fā)送。作為另一個(gè)示例，時(shí)鐘信號(hào)302從 PSPI 212 的 RF Ctrl-CLK 端口(圖 2A)發(fā)送。
[0079]在一些實(shí)施方式中，VMAP控制器208的PSPI在時(shí)鐘信號(hào)302的每個(gè)時(shí)鐘周期的上升沿對(duì)SDI信號(hào)304,306,308和310采樣。例如SDI信號(hào)304,306,308和310的位在時(shí)鐘信號(hào)302的一個(gè)時(shí)鐘周期的上升沿312在PSPI 210 (圖2A)的2MHz功率讀回SDI端口、2MHz頻率讀回SDI端口、2MHz-Z實(shí)部-SDI端口和2MHz_Z虛部-SDI端口被采樣，SDI信號(hào)304、306、308和310的其他位在時(shí)鐘信號(hào)302的時(shí)鐘周期的下一上升沿314被采樣。在一些實(shí)施方式中，代替在上升沿312對(duì)SDI信號(hào)304、306、308和310的位采樣，VMAP控制器208的PSPI在時(shí)鐘信號(hào)302的每個(gè)時(shí)鐘周期的下降沿對(duì)SDI信號(hào)304、306、308和310的位采樣。
[0080]在一些實(shí)施方式中，RF控制器的PSPI在時(shí)鐘信號(hào)302的每個(gè)時(shí)鐘周期的上升沿發(fā)送SDI信號(hào)304、306、308和310的位。例如SDI信號(hào)304、306、308和310的位在時(shí)鐘信號(hào)302的一個(gè)時(shí)鐘周期的上升沿312從PSPI 203 (圖2A)的2MHz功率讀回SDO端口、2MHz頻率讀回SDO端口、2MHz-Z實(shí)部讀回-SDO端口和2MHz-Z虛部讀回-SDO端口發(fā)送。在一些實(shí)施方式中，代替在上升沿312發(fā)送SDI信號(hào)304、306、308和310的位，PSPI 203在時(shí)鐘信號(hào)302的每個(gè)時(shí)鐘周期的下降沿發(fā)送SDI信號(hào)304、306、308和310。
[0081]與時(shí)鐘信號(hào)302同步(例如同時(shí)等)采樣或者發(fā)送SDI信號(hào)304、306、308和310比用時(shí)鐘信號(hào)采樣或者發(fā)送一個(gè)變量更有效率。
[0082]在各種實(shí)施方式中，在時(shí)鐘信號(hào)302的時(shí)鐘周期的下降沿，通過(guò)安裝在RF控制器252內(nèi)的PSPI (圖2B)設(shè)定(例如發(fā)送等)變量的位(例如位B1、位B2、位B3等);在時(shí)鐘周期的上升沿，該位被主機(jī)系統(tǒng)102的PSPI鎖存(例如讀出等)。例如在時(shí)鐘信號(hào)302的時(shí)鐘周期的下降沿，變量的位由PSPI 203的端口(圖2A)設(shè)定；在時(shí)鐘周期的上升沿，該位被PSPI210的端口鎖存。
[0083]在若干實(shí)施方式中，在時(shí)鐘信號(hào)302的時(shí)鐘周期的上升沿，變量的位由安裝在RF控制器252內(nèi)的PSPI (圖2B)的端口設(shè)定；在時(shí)鐘周期的下降沿，該位被主機(jī)系統(tǒng)102的PSPI的端口鎖存。
[0084]在一些實(shí)施方式中，在時(shí)鐘信號(hào)302的時(shí)鐘周期的在前的沿(例如上升沿、下降沿等)，由安裝在主機(jī)系統(tǒng)102內(nèi)的PSPI (圖2A)設(shè)定(例如發(fā)送等)設(shè)定點(diǎn)的位；在接下來(lái)的沿(例如下降沿、上升沿等)，該位被RF控制器252的PSPI鎖存。例如在時(shí)鐘信號(hào)302的時(shí)鐘周期的下降沿，變量的位由PSPI 210的端口(圖2A)設(shè)定；在時(shí)鐘周期的上升沿，該位被PSPI 203的端口鎖存。在前的沿先于接下來(lái)的沿。
[0085]應(yīng)該注意的是，盡管圖3A使用SDI信號(hào)304、306、308和310進(jìn)行了說(shuō)明，但在一些實(shí)施方式中，通過(guò)信道02、04、(:11和(:13 (圖1)傳輸?shù)腟DO信號(hào)是使用時(shí)鐘信號(hào)302被采樣的。
[0086]還要注意的是，盡管圖3A示出4個(gè)變量，但在若干實(shí)施方式中，可以使用任何其他數(shù)量的變量，例如3個(gè)、5個(gè)、6個(gè)等。
[0087]此外，在一些實(shí)施方式中，每個(gè)變量是η位變量，其中η是整數(shù)，例如12、13、14等。在各種實(shí)施方式中，變量的數(shù)據(jù)傳送的頻率是時(shí)鐘信號(hào)302的時(shí)鐘頻率的分?jǐn)?shù)，例如一半、三分之一、四分之一等。例如，就時(shí)鐘信號(hào)302的每2個(gè)時(shí)鐘脈沖傳送變量的數(shù)據(jù)位。作為另一個(gè)示例，為了傳送13位的變量的數(shù)據(jù)，使用26個(gè)時(shí)鐘脈沖(例如沿等)。一個(gè)時(shí)鐘沿設(shè)定數(shù)據(jù)位，另一個(gè)時(shí)鐘沿鎖存該數(shù)據(jù)位。在若干實(shí)施方式中，時(shí)鐘信號(hào)302是IMHz時(shí)鐘信號(hào)、2MHz時(shí)鐘信號(hào)等。在各種實(shí)施方式中，時(shí)鐘信號(hào)302具有小于500MHz的頻率。
[0088]圖3B是示出數(shù)據(jù)的全并行傳送與數(shù)據(jù)的PSP傳送之間的差異的圖。如圖所示，在并行鏈352中，數(shù)據(jù)被完全并行傳送，數(shù)據(jù)的每個(gè)位通過(guò)不同的通信信道發(fā)送。例如，當(dāng)變量具有13位且4個(gè)變量要在主機(jī)系統(tǒng)102與RF控制器252之間傳送時(shí)，要52個(gè)通信信道來(lái)在主機(jī)系統(tǒng)102與RF控制器252之間傳送4個(gè)變量VRl至VR4。該全并行傳送增加了主機(jī)系統(tǒng)102和RF控制器252上的設(shè)施(real estate)(例如半導(dǎo)體芯片表面積、端口等)，還增加了主機(jī)系統(tǒng)102和RF控制器252之間的設(shè)施(例如導(dǎo)線等)。另外，全并行傳送增加了在并行鏈352上傳送的信號(hào)的噪聲、信號(hào)完整性損耗等。當(dāng)4個(gè)變量VRl至VR4的52個(gè)位在例如單個(gè)的時(shí)鐘沿等一次從RF發(fā)生器252傳送到主機(jī)系統(tǒng)102時(shí)，全并行數(shù)據(jù)組被傳送。
[0089]相比較而言，當(dāng)4個(gè)變量在通信信道上以一次少于52位(例如一個(gè)時(shí)鐘沿4位等)發(fā)送時(shí)，使用比在全并行傳送中所使用的更少數(shù)量的信道。例如4個(gè)信道被用于一次傳送4位。在全并行傳送中，52個(gè)信道被用于一次傳送52位。通信信道的數(shù)量的減少減少了在主機(jī)系統(tǒng)102和在RF控制器252上所使用的設(shè)施，還減少了主機(jī)系統(tǒng)102與RF控制器252之間的設(shè)施。另外，通信信道的數(shù)量的減少減小了通信信道中信號(hào)的信號(hào)完整性損耗的概率、噪聲的概率等。
[0090]應(yīng)該注意的是當(dāng)在4個(gè)通信信道上傳送變量VRl至VR4時(shí)，例如變量VRl至VR4的變量的位被采樣13次，以捕捉變量VRl至VR4的所有52個(gè)位。例如在一個(gè)時(shí)鐘沿采樣每個(gè)變量的I位，共4位，在13個(gè)時(shí)鐘沿采樣13次，每次4位以采樣52位。當(dāng)在時(shí)鐘沿采樣4位時(shí)，采樣的數(shù)據(jù)少于作為包含變量VRl至VR4的全并行數(shù)據(jù)組的52位。
[0091]還要注意的是本文使用的數(shù)量，例如13、52等僅出于示出目的，并不應(yīng)理解為進(jìn)行限制。例如可以使用不是13的另一個(gè)數(shù)量，例如10、11、12、14、15、16等。
[0092]圖4A是主機(jī)系統(tǒng)400的實(shí)施方式的框圖，是主機(jī)系統(tǒng)102 (圖1和2)的示例。主機(jī)系統(tǒng)400包含F(xiàn)PGA 402和微處理器404。應(yīng)該注意的是可以使用不是FPGA 402的任何其他集成電路，例如ASIC等。此外，可以使用不是微處理器404的任何其他集成電路，例如FPGA、ASIC 等。
[0093]FPGA 402 包含多個(gè) SPI (MSPI) 406，本文中還記為 PSPI。MSPI 406 包含 27 針，每個(gè) PSPI 包含 9 針。例如 MSPI 406 包含 PSPI 210,PSPI 212 和 PSPI 214 (圖 2A)。MSPI406接收數(shù)據(jù)(例如來(lái)自SDO端口的功率讀回、來(lái)自SDO端口的頻率讀回、來(lái)自SDO端口的負(fù)載阻抗的實(shí)部讀回、來(lái)自SDO端口的負(fù)載阻抗的虛部讀回、來(lái)自PSPI 203、205和206(圖3A)的變量等)，并將數(shù)據(jù)發(fā)送給軟核DSP 408和/或高速端口 410。
[0094]軟核DSP 408包含RF傳輸模型，該RF傳輸模型是RF傳輸線130 (圖1)的計(jì)算機(jī)生成模型。例如，F(xiàn)PGA 402實(shí)現(xiàn)的電路包含作為RF傳輸線130的電氣元件(例如電容器、電感器等)的元件。為了示出，當(dāng)RF傳輸線130包含具有L亨電感的電感器和具有C法拉電容的電容器時(shí)，軟核DSP 408包含具有L亨電感的電感器和具有C法拉電容的電容器。此夕卜，F(xiàn)PGA 402將電路內(nèi)的元件以與連接所述電氣元件相同的方式(例如串行、并行等)連接。例如當(dāng)在RF傳輸線130內(nèi)電感器與電容器并聯(lián)連接時(shí)，軟核DSP 408包含與電感器并聯(lián)的電感器連接件。
[0095]在一些實(shí)施方式中，代替RF傳輸模型，在軟核DSP 408內(nèi)包含阻抗匹配模型、或者阻抗匹配模型和RF傳輸模型的組合。在FPGA 402內(nèi)，基于阻抗匹配電路120 (圖1)以與從RF傳輸線130產(chǎn)生RF傳輸模型類似的方式產(chǎn)生阻抗匹配模型。
[0096]由MSPI 406接收的變量通過(guò)高速端口 410和高速總線412，從MSPI 406發(fā)送給微處理器404的高速總線端口 412。高速總線的示例包含以500MHz、以400MHz、以300MHz、以600MHz、在5MHz與500MHz之間等傳送數(shù)據(jù)的總線。變量通過(guò)高速端口 415傳輸至SDD邏輯塊416。邏輯塊是由一個(gè)或多個(gè)處理器執(zhí)行的計(jì)算機(jī)程序，例如由微處理器404執(zhí)行的SDD邏輯塊416。在若干實(shí)施方式中，在集成電路內(nèi)實(shí)現(xiàn)了邏輯塊。
[0097]SDD邏輯塊416在時(shí)間窗(例如2微秒、10秒、5秒、5微秒等)對(duì)通過(guò)高速端口 415接收的變量適用統(tǒng)計(jì)變換，以產(chǎn)生統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。例如，SDD邏輯塊416從通過(guò)高速端口 415接收的變量產(chǎn)生均值、滾動(dòng)方差、中位數(shù)、模式、標(biāo)準(zhǔn)偏差、最大值、最小值、四分范圍(IQR)等，以產(chǎn)生統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。為了示出，SDD邏輯塊416產(chǎn)生通過(guò)通信信道ClO接收的功率的多個(gè)值的均值。在該示出中，功率的多個(gè)值在10微秒的時(shí)間窗被接收。作為另一個(gè)示出，SDD邏輯塊416產(chǎn)生通過(guò)通信信道C5接收的負(fù)載阻抗的實(shí)部的多個(gè)值的中位數(shù)。在該示出中，負(fù)載阻抗的多個(gè)值在5微秒的時(shí)間窗被接收。
[0098]作為另一個(gè)示出，第一權(quán)重被分配給在第一時(shí)間窗被接收的第一變量值(例如功率幅值、相位等)的第一方差。在該示例中，第二權(quán)重被分配給在第一時(shí)間窗內(nèi)接收的第二變量值的第二方差，以此類推，直至第N權(quán)重被分配給在第一時(shí)間窗內(nèi)接收的第N變量值的第N方差，其中N是大于零的整數(shù)。此外，在該示出中，第一時(shí)間窗的第一滾動(dòng)方差被確定為第一權(quán)重和第一方差的第一積、第二權(quán)重和第二方差的第二積，以此類推，直至第N權(quán)重和第N方差的第N積的總和。應(yīng)該注意的是在該示出中，由主機(jī)系統(tǒng)102的PSPI從RF控制器252的PSPI接收第N-1個(gè)變量值先于由主機(jī)系統(tǒng)102的PSPI從RF控制器252的PSPI接收第N個(gè)值。類似地，第二時(shí)間窗的第二滾動(dòng)方差被確定為第(N-M)權(quán)重和第(N-M)方差的第(N-M)積，以此類推，直至第(N+P)權(quán)重和第(N+P)方差的第(N+P)積的總和，其中P是大于零的整數(shù)。另外，在該示出中，第二時(shí)間窗與第一時(shí)間窗有重疊。確定統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)以執(zhí)行SDD的各種其他示例在美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)N0.61/737，623中進(jìn)行了說(shuō)明，該申請(qǐng)于2012年 12 月 14 日提交，名稱為 “METHODS FOR COMPUTATION OF STATISTICS FOR STATISTICALDATA DECIMATION(計(jì)算用于統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)抽取的統(tǒng)計(jì)的方法)”，其全部?jī)?nèi)容通過(guò)參考并入本文。
[0099]在多個(gè)實(shí)施方式中，SDD邏輯塊416刪除在時(shí)間窗接收的變量的任何值，除了該變量的統(tǒng)計(jì)值。例如，SDD邏輯塊416在主機(jī)系統(tǒng)400內(nèi)從存儲(chǔ)設(shè)備擦除負(fù)載阻抗的虛部的值，除了所述值的中位數(shù)。作為另一個(gè)示例，SDD邏輯塊416在主機(jī)系統(tǒng)400內(nèi)從存儲(chǔ)設(shè)備擦除頻率的值，除了所述值的模式。作為又一個(gè)示例，在確定了第一滾動(dòng)方差之后，從主機(jī)系統(tǒng)400的一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備刪除第一至N-M-1變量值，其中M是小于N的整數(shù)。作為另一個(gè)示例，在確定了第二滾動(dòng)方差之后，可以從一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備刪除第一滾動(dòng)方差。在一些實(shí)施方式中，在主機(jī)系統(tǒng)102 (圖1和2)中不執(zhí)行抽取。在這些實(shí)施方式中,變量的所有值存儲(chǔ)在虛擬機(jī)等中的主機(jī)系統(tǒng)102的一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備內(nèi)。
[0100]偏置補(bǔ)償模塊418基于統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)確定偏置的量，以補(bǔ)償偏置。例如，當(dāng)確定了統(tǒng)計(jì)值在預(yù)先確定的范圍外時(shí)，偏置補(bǔ)償模塊418將統(tǒng)計(jì)值調(diào)節(jié)至范圍內(nèi)。
[0101]在一些實(shí)施方式中，偏置補(bǔ)償模塊418基于調(diào)節(jié)的統(tǒng)計(jì)值確定功率和頻率，并通過(guò)高速端口 415、高速總線412、高速端口 410、MSPI 406和例如C2、C4、C11、C13等通信信道(圖2A)提供功率和頻率，所述通信信道用于將設(shè)定點(diǎn)傳送至RF控制器202、204和206 (圖2A)以實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)100 (圖1)。在各種實(shí)施方式中，偏置補(bǔ)償模塊418基于調(diào)節(jié)的統(tǒng)計(jì)值，通過(guò)VME通信塊422將功率和頻率提供給RF發(fā)生器的端口，例如以太網(wǎng)端口、EtherCAT端口、USB端口、并行端口、串行端口等。
[0102]微處理器404包含事件/故障檢測(cè)模塊420，以實(shí)時(shí)檢測(cè)例如等離子體室128、阻抗匹配電路120、RF傳輸線130、RF發(fā)生器108、112、116等系統(tǒng)100 (圖1)內(nèi)的事件(例如故障)。例如，當(dāng)確定了統(tǒng)計(jì)值在預(yù)先確定的范圍外時(shí)，事件/故障檢測(cè)模塊420確定事件已經(jīng)在系統(tǒng)100內(nèi)發(fā)生了。事件發(fā)生的指示從事件/故障檢測(cè)模塊420通過(guò)VME通信塊422(例如以太網(wǎng)通信塊、EtherCAT通信塊)、USB端口、網(wǎng)絡(luò)接口控制器、串行端口、并行端口、2MHz Tx/Rx,27MHz Tx/Rx,60MHz Tx/Rx (圖1)等發(fā)送給一個(gè)或多個(gè)設(shè)備，例如RF發(fā)生器108、RF發(fā)生器112、RF發(fā)生器116、遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)系統(tǒng)等。遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的示例包含由用戶操作的計(jì)算機(jī)、服務(wù)器、處理器、手機(jī)、智能手機(jī)、平板等。用戶觀看遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的顯示設(shè)備(例如陰極射線管顯示器、液晶顯示設(shè)備、發(fā)光二極管顯示設(shè)備、等離子體顯示設(shè)備等)上的指示，且可以決定采取動(dòng)作來(lái)解決故障。
[0103]圖4B是主機(jī)系統(tǒng)450的實(shí)施方式的框圖，是主機(jī)系統(tǒng)102 (圖1)的另一個(gè)示例。主機(jī)系統(tǒng)450類似于主機(jī)系統(tǒng)400 (圖4A),除了主機(jī)系統(tǒng)450包含微處理器452。微處理器452類似于微處理器404 (圖4A)，除了微處理器452包含變量模塊454。
[0104]變量模塊454通過(guò)高速端口 410、高速總線412和高速端口 452接收RF傳輸模型，并通過(guò)高速端口 410、高速總線412和高速端口 415從MSPI406接收變量，例如負(fù)載阻抗、復(fù)V&1、復(fù)電壓、復(fù)電流等。變量模塊454基于從MSPI406接收的變量和RF傳輸模型的特性(例如電容、阻抗等)，在軟核DSP408的輸出確定變量，例如復(fù)V&1、復(fù)電壓、晶片偏置、離子能量、等離子體電勢(shì)、復(fù)電流、負(fù)載阻抗等。例如當(dāng)通過(guò)通信信道C5和C6 (圖2A)接收的負(fù)載阻抗是Z1，并且RF傳輸模型的元件的阻抗是Z2時(shí)，變量模塊454確定在RF傳輸模型的輸出處的阻抗為Zl和Z2的定向和。作為另一個(gè)示例，當(dāng)通過(guò)3個(gè)通信信道接收的復(fù)V&I是復(fù)V&I1，并且RF傳輸模型的復(fù)V&I是復(fù)V&I2時(shí)，變量模塊454確定在RF傳輸模型的輸出處的復(fù)V&I為V&I1和V&I2的定向和。
[0105]SDD邏輯塊416從變量模塊454接收變量，并在時(shí)間窗以類似如上所述的方式從變量確定統(tǒng)計(jì)值。此外，偏置補(bǔ)償模塊418從SDD邏輯塊416接收統(tǒng)計(jì)值，并基于統(tǒng)計(jì)值確定偏置以適用于等離子體室128 (圖1)。例如，當(dāng)確定了統(tǒng)計(jì)值在預(yù)先確定的閾值外時(shí)，偏置補(bǔ)償模塊418將統(tǒng)計(jì)值調(diào)節(jié)至閾值內(nèi)。偏置補(bǔ)償模塊418以類似如上所述的方式，將從調(diào)節(jié)的統(tǒng)計(jì)值導(dǎo)出的功率和頻率發(fā)送給一個(gè)或多個(gè)RF發(fā)生器控制器202、204和206的一個(gè)或多個(gè)PSPI (圖2A)。例如，偏置補(bǔ)償模塊418基于調(diào)節(jié)的統(tǒng)計(jì)值確定功率和頻率，并通過(guò)高速端口 415、高速總線412、高速端口 410、MSPI406和通信信道(例如C2、C4等)將功率和頻率提供給RF控制器202。作為另一個(gè)示例，偏置補(bǔ)償模塊418基于調(diào)節(jié)的統(tǒng)計(jì)值通過(guò)VME通信塊422，將功率和頻率提供給RF發(fā)生器的端口，例如以太網(wǎng)端口、EtherCAT端口、USB端口、并行端口、串行端口等。
[0106]事件/故障檢測(cè)模塊420基于從SDD邏輯塊416接收的統(tǒng)計(jì)值，檢測(cè)系統(tǒng)100(圖1)內(nèi)的事件。例如，當(dāng)確定了統(tǒng)計(jì)值在預(yù)先確定的閾值外時(shí)，事件/故障檢測(cè)模塊420確定事件已經(jīng)在系統(tǒng)100內(nèi)發(fā)生了。事件發(fā)生的指示從事件/故障檢測(cè)模塊420通過(guò)VME通信塊422發(fā)送給一個(gè)或多個(gè)設(shè)備，例如遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、RF發(fā)生器202、RF發(fā)生器204、RF發(fā)生器206 (圖2A)等。用戶觀看遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的顯示設(shè)備上的指示，并可以決定采取動(dòng)作來(lái)解決故障。
[0107]圖5是被用于示出幫助確定事件(例如等離子體室128 (圖1)內(nèi)的等離子體的無(wú)約束(unconfinement))的變量的圖表502、504和506的實(shí)施方式的圖。其他事件的示例包含等離子體室128的電弧、負(fù)載阻抗的改變、健康狀況的改變等。
[0108]圖表502繪制出隨著時(shí)間變化的晶片偏置(其是在ESC的偏置)。圖表502包含基于模型(例如RF傳輸模型、阻抗匹配模型等)確定的晶片偏置的繪圖508。此外，圖表502包含由傳感器測(cè)定的晶片偏置的繪圖510。應(yīng)該注意的是潛在的等離子體無(wú)約束在圖表502中在繪圖508和510內(nèi)的中斷點(diǎn)處可見(jiàn)。
[0109]圖表504繪制出當(dāng)2MHz RF發(fā)生器108 (圖1)是可操作的(例如接通電源等)并且剩余的RF發(fā)生器(例如27MHz RF發(fā)生器112 (圖l)、60MHz RF發(fā)生器116 (圖1)等)是不可操作的(例如斷電)時(shí)候，在模型的輸出處確定的隨著時(shí)間變化的均方根(RMS)電壓。在圖表504中從繪圖505中的中斷可見(jiàn)有潛在的等離子體無(wú)約束。
[0110]圖表506隨著時(shí)間繪制出在軟核DSP 408 (圖4A)的輸出處的阻抗的幅值，繪制出復(fù)電流的幅值(例如均方根等)，且繪制出功率的幅值。圖表506包含繪制出隨著時(shí)間變化的在軟核DSP 408的輸出處的阻抗的幅值的繪圖512。圖表506還包含繪制出隨著時(shí)間變化的在軟核DSP 408的輸出處確定的復(fù)電流的幅值的繪圖514。此外，圖表508包含繪制出隨著時(shí)間變化的在軟核DSP 408的輸出處確定的功率的幅值的繪圖516。基于在軟核DSP 408的輸出處的3個(gè)RF參數(shù)的改變(例如電流幅值的減小、功率幅值的增大、阻抗的幅值的增大)，確定有事件發(fā)生，例如等離子體無(wú)約束。每當(dāng)3個(gè)RF參數(shù)以如上所述的方式改變時(shí)，事件發(fā)生。
[0111]要注意的是，盡管參考平行板等離子體室說(shuō)明了上述實(shí)施方式，但在一個(gè)實(shí)施方式中，上述實(shí)施方式適用于其他類型的等離子體室，例如包含電感耦合等離子體(ICP)反應(yīng)器的等離子體室、包含電子回旋諧振(ECR)反應(yīng)器的離子室等。例如RF發(fā)生器108和RF發(fā)生器112被耦接至在ICP等離子體室內(nèi)的電感器。
[0112]應(yīng)該注意的是，盡管上述實(shí)施方式涉及將RF信號(hào)提供給ESC的下電極并將上電極接地；但在若干實(shí)施方式中，RF信號(hào)被提供給上電極且ESC的下電極接地。
[0113]本文說(shuō)明的實(shí)施方式可以用各種計(jì)算機(jī)系統(tǒng)配置來(lái)實(shí)施，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)配置包含手持式硬件單元、微處理器系統(tǒng)、基于微處理器的或可編程的消費(fèi)電子設(shè)備、小型計(jì)算機(jī)、大型計(jì)算機(jī)等。實(shí)施方式還可以在分布式計(jì)算環(huán)境中實(shí)施，其中任務(wù)被經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)鏈接的遠(yuǎn)程處理硬件單元執(zhí)行。
[0114]考慮到上述實(shí)施方式，應(yīng)該理解的是實(shí)施方式可以采用涉及存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)的各種計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的操作。這些操作是使用物理量的物理處理的操作。形成實(shí)施方式的一部分的本文說(shuō)明的任何操作是有用的機(jī)器操作。實(shí)施方式還涉及用于執(zhí)行這些操作的硬件單元或者裝置。所述裝置可以為專用計(jì)算機(jī)專門(mén)構(gòu)造。當(dāng)定義為專用計(jì)算機(jī)時(shí)，該計(jì)算機(jī)還可以執(zhí)行并非專用部分的其他處理、程序執(zhí)行或者例程，但仍然能夠進(jìn)行專用操作。在一些實(shí)施方式中，所述操作可以由通用計(jì)算機(jī)處理，通用計(jì)算機(jī)由存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器、緩存中或者通過(guò)網(wǎng)絡(luò)獲得的一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)程序選擇性地激活或配置。當(dāng)數(shù)據(jù)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)獲得時(shí)，該數(shù)據(jù)可以由網(wǎng)絡(luò)上的其他計(jì)算機(jī)(例如計(jì)算資源的云)處理。
[0115]一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式還可以作為非易失性計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)(例如存儲(chǔ)設(shè)備)上的計(jì)算機(jī)可讀代碼。非易失性計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)是可以存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的任何數(shù)據(jù)存儲(chǔ)硬件單元，之后可以由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)讀出。非易失性計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)的示例包含硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器、網(wǎng)絡(luò)附加存儲(chǔ)(NAS)、ROM、RAM、光盤(pán) ROM (CD-ROM)、刻錄 CD (CD-R)、可擦寫(xiě) CD (CD-RW)、磁帶、其他光學(xué)和非光學(xué)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)硬件單元。非易失性計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)可以包含分布在網(wǎng)絡(luò)耦合計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上的計(jì)算機(jī)可讀有形介質(zhì)，以便計(jì)算機(jī)可讀代碼以分布式方式存儲(chǔ)并執(zhí)行。
[0116]盡管上述操作以特定順序說(shuō)明，但應(yīng)該理解的是可以在操作之間執(zhí)行其他雜務(wù)操作，或者操作可以被調(diào)節(jié)，以便其發(fā)生在略微不同的時(shí)間，或者可以分布在允許在與處理關(guān)聯(lián)的各種間隔發(fā)生處理操作的系統(tǒng)中，只要疊加操作的處理以期望的方式執(zhí)行。
[0117]來(lái)自任何實(shí)施方式的一個(gè)或多個(gè)特征可以與任何其他實(shí)施方式一個(gè)或多個(gè)特征組合，而不脫離記載在本公開(kāi)中所說(shuō)明的各種實(shí)施方式中的范圍。
[0118]盡管出于清楚理解目的已在一定程度上詳細(xì)說(shuō)明了上述實(shí)施方式，但可以知曉的是在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)可以進(jìn)行某些改變和修改。從而，本實(shí)施方式被認(rèn)為是示例性的而非限制性的，且實(shí)施方式不限于本文給出的細(xì)節(jié)，而是可以在所附權(quán)利要求的范圍和等同原則內(nèi)修改。
【權(quán)利要求】
1.一種總線互連結(jié)構(gòu)，其用于將主機(jī)系統(tǒng)與耦接至等離子體室的射頻(RF)發(fā)生器對(duì)接，所述總線互連結(jié)構(gòu)包括: 多個(gè)主機(jī)端口，其中，所述主機(jī)系統(tǒng)的第一和第二端口被用于將功率分量設(shè)定和頻率分量設(shè)定提供給所述RF發(fā)生器，所述主機(jī)系統(tǒng)的第三、第四、第五和第六端口被用于接收隨著時(shí)間改變的4個(gè)不同的變量； 多個(gè)發(fā)生器端口，其中，所述RF發(fā)生器的第一和第二端口被用于將功率讀回值和頻率讀回值發(fā)送給所述主機(jī)系統(tǒng)；以及 與所述主機(jī)系統(tǒng)集成的采樣器電路，所述采樣器電路被配置為在所述主機(jī)系統(tǒng)的所述第三、第四、第五和第六端口，在選擇的時(shí)鐘沿對(duì)信號(hào)采樣，以捕捉所述RF發(fā)生器和所述等離子體室的操作狀態(tài)數(shù)據(jù)。
2.如權(quán)利要求1所述的總線互連結(jié)構(gòu)，其中，在所述主機(jī)系統(tǒng)的所述第三、第四、第五和第六端口被采樣的所述信號(hào)被重新采樣設(shè)定數(shù)量的次數(shù)，以捕捉全并行數(shù)據(jù)集。
3.如權(quán)利要求1所述的總線互連結(jié)構(gòu)，其中，在時(shí)鐘沿被采樣的所述信號(hào)少于全并行數(shù)據(jù)集。
4.如權(quán)利要求1所述的總線互連結(jié)構(gòu)，其中，所述主機(jī)系統(tǒng)的第七端口被用于提供從選擇信號(hào)，以選擇所述RF發(fā)生器來(lái)提供數(shù)據(jù)給所述RF發(fā)生器或從所述RF發(fā)生器讀出數(shù)據(jù)，其中，所述主機(jī)系統(tǒng)的第八端口被用于將時(shí)鐘信號(hào)提供給所述RF發(fā)生器，其中，所述主機(jī)系統(tǒng)的第九端口被用于與所述RF發(fā)生器傳輸接地信號(hào)。
5.如權(quán)利要求1所述的總線互連結(jié)構(gòu)，其中，所述主機(jī)系統(tǒng)的所述第一端口是功率設(shè)定點(diǎn)串行數(shù)據(jù)輸出端口，其中，所述主機(jī)系統(tǒng)的所述第二端口是頻率設(shè)定點(diǎn)串行數(shù)據(jù)輸出端口，其中，所述主機(jī)系統(tǒng)的所述第三端口是功率讀回串行數(shù)據(jù)輸入端口，其中，所述主機(jī)系統(tǒng)的所述第四端口是頻率`讀回串行數(shù)據(jù)輸入端口，其中，所述主機(jī)系統(tǒng)的所述第五端口是負(fù)載阻抗實(shí)部串行數(shù)據(jù)輸入端口，其中，所述主機(jī)系統(tǒng)的所述第六端口是負(fù)載阻抗虛部串行數(shù)據(jù)輸入端口。
6.如權(quán)利要求1所述的總線互連結(jié)構(gòu)，其中，所述功率分量設(shè)定包含功率幅值，所述頻率分量設(shè)定包含頻率值。
7.如權(quán)利要求1所述的總線互連結(jié)構(gòu)，其中，所述變量包含: 頻率、功率、負(fù)載阻抗的實(shí)部以及負(fù)載阻抗的虛部；或者 頻率、電壓幅值、電流幅值以及所述電壓與電流之間的相位；或者 頻率、輸送功率幅值以及復(fù)伽馬值；或者 頻率、輸送功率幅值以及復(fù)負(fù)載阻抗；或者 頻率以及復(fù)正向功率；或者 頻率以及復(fù)反射功率；或者 頻率以及復(fù)電壓和電流。
8.如權(quán)利要求1所述的總線互連結(jié)構(gòu)，其中，所述功率讀回值包含功率幅值，所述頻率讀回值包含頻率幅值。
9.如權(quán)利要求1所述的總線互連結(jié)構(gòu),其中,所述采樣器電路位于所述主機(jī)系統(tǒng)內(nèi)。
10.如權(quán)利要求1所述的總線互連結(jié)構(gòu)，其中，所述選擇的時(shí)鐘沿包含上升時(shí)鐘沿或者下降時(shí)鐘沿。
11.如權(quán)利要求1所述的總線互連結(jié)構(gòu)，其中，所述變量中的一個(gè)的信號(hào)的位在下降時(shí)鐘沿被設(shè)定，且在上升時(shí)鐘沿被鎖存。
12.如權(quán)利要求1所述的總線互連結(jié)構(gòu)，其中，所述操作狀態(tài)數(shù)據(jù)包含表明在所述等離子體室內(nèi)是否有等離子體無(wú)約束的數(shù)據(jù)、表明在所述等離子體室內(nèi)是否有電弧的數(shù)據(jù)、或者其組合。
13.如權(quán)利要求1所述的總線互連結(jié)構(gòu)，其中，所述操作狀態(tài)數(shù)據(jù)由所述RF發(fā)生器的傳感器檢測(cè)。
14.如權(quán)利要求1所述的總線互連結(jié)構(gòu)，還包含將所述RF發(fā)生器和2個(gè)附加的RF發(fā)生器連接至所述主機(jī)系統(tǒng)的多個(gè)通信信道，每個(gè)RF發(fā)生器通過(guò)9個(gè)通信信道耦接至所述主機(jī)系統(tǒng)。
15.一種總線互連結(jié)構(gòu)，其用于將主機(jī)系統(tǒng)與耦接至等離子體室的射頻(RF)發(fā)生器對(duì)接，所述總線互連結(jié)構(gòu)包括: 第一組主機(jī)端口，所述第一組主機(jī)端口被用于將功率分量設(shè)定和頻率分量設(shè)定提供給所述RF發(fā)生器，且所述第一組主機(jī)端口被用于接收隨著時(shí)間改變的不同的變量； 第二組發(fā)生器端口，其被用于將功率讀回值和頻率讀回值發(fā)送給所述主機(jī)系統(tǒng)；以及與所述主機(jī)系統(tǒng)集成的采樣器電路，所述采樣器電路被配置為在所述第一組的所述端口，在選擇的時(shí)鐘沿對(duì)信號(hào)采樣，以捕捉所述RF發(fā)生器和所述等離子體室的操作狀態(tài)數(shù)據(jù)。
16.如權(quán)利要求15所述的總線互連結(jié)構(gòu)，其中，在所述第一組的所述端口被采樣的所述信號(hào)被重新采樣設(shè)定數(shù)量的次數(shù)，以捕捉全并行數(shù)據(jù)集。
17.如權(quán)利要求15所述的`總線互連結(jié)構(gòu)，其中，在時(shí)鐘沿被采樣的所述信號(hào)少于全并行數(shù)據(jù)集。
18.如權(quán)利要求15所述的總線互連結(jié)構(gòu)，其中，所述變量包含: 頻率、功率、負(fù)載阻抗的實(shí)部以及負(fù)載阻抗的虛部；或者 頻率、電壓幅值、電流幅值以及所述電壓與電流之間的相位；或者 頻率、輸送功率幅值以及復(fù)伽馬值；或者 頻率、輸送功率幅值以及復(fù)負(fù)載阻抗；或者 頻率以及復(fù)正向功率；或者 頻率以及復(fù)反射功率；或者 頻率以及復(fù)電壓和電流；或者 頻率、復(fù)正向功率以及復(fù)反射功率；或者 頻率、復(fù)電壓以及復(fù)電流。
19.一種等離子體系統(tǒng)，其包括: 主機(jī)系統(tǒng)，其用于提供數(shù)據(jù)信號(hào)； 射頻(RF)發(fā)生器，其耦接至所述主機(jī)系統(tǒng)，所述RF發(fā)生器用于基于所述數(shù)據(jù)信號(hào)產(chǎn)生RF信號(hào)； 阻抗匹配電路，其用于使所述RF發(fā)生器的阻抗與等離子體室的阻抗相匹配； RF傳輸線，其將所述阻抗匹配電路耦接至所述等離子體室； 總線接口，其將所述主機(jī)系統(tǒng)連接至所述RF發(fā)生器，所述總線接口包含:第一組主機(jī)端口，所述第一組主機(jī)端口被用于將功率分量設(shè)定和頻率分量設(shè)定提供給所述RF發(fā)生器，且所述第一組主機(jī)端口被用于接收隨著時(shí)間改變的不同的變量； 第二組發(fā)生器端口，其被用于將功率讀回值和頻率讀回值發(fā)送給所述主機(jī)系統(tǒng)；以及與所述主機(jī)系統(tǒng)集成的采樣器電路，所述采樣器電路被配置為在所述第一組的所述端口，在選擇的時(shí)鐘沿對(duì)信號(hào)采樣，以捕捉所述等離子體室和所述RF發(fā)生器的操作狀態(tài)數(shù)據(jù)。
20.如權(quán)利要求19所述的等離子體系統(tǒng)，其中，在所述第一組的所述端口被采樣的所述信號(hào)被重新采樣設(shè)定數(shù)量的次數(shù)，以捕捉全并行數(shù)據(jù)集。
21.如權(quán)利要求19所述的等離子體系統(tǒng)，其中，在時(shí)鐘沿被采樣的所述信號(hào)少于全并行數(shù)據(jù)集。
22.如權(quán)利要求19所述的等離子體系統(tǒng)，其中，所述變量包含: 頻率、功率、負(fù)載阻抗的實(shí)部以及負(fù)載阻抗的虛部；或者 頻率、電壓幅值、電流幅值以及所述電壓與電流之間的相位；或者 頻率、輸送功率幅值以及復(fù)伽馬值；或者 頻率、輸送功率幅值以及復(fù)負(fù)載阻抗；或者 頻率以及復(fù)正向功率；或者 頻率以及復(fù)反射功率；或者 頻率以及復(fù)電壓和電流；或者` 頻率、復(fù)正向功率以及復(fù)反射功率；或者 頻率、復(fù)電壓以及復(fù)電流。
23.如權(quán)利要求19所述的等離子體系統(tǒng)，其中，所述主機(jī)系統(tǒng)包含統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)抽取模塊，所述統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)抽取模塊用于基于所述變量計(jì)算統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，所述統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)抽取模塊用于刪除除了所述統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)之外的變量數(shù)據(jù)。
【文檔編號(hào)】G06F13/38GK103870420SQ201310689333
【公開(kāi)日】2014年6月18日 申請(qǐng)日期:2013年12月16日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月14日
【發(fā)明者】約翰·C·小瓦爾考 申請(qǐng)人:朗姆研究公司