面向半导体制造装备功能仿真的通信协议模式配置方法

摘要

本发明提出一种面向半导体制造装备功能仿真的通信协议模式配置方法，包括以下步骤：将数字IO端口配置为布尔类型通信协议，将模拟IO端口配置为数值类型通信协议，将串口端口、以太网端口和DeviceNet端口配置为字符串类型通信协议；仿真系统根据设备的类型选择相应的布尔类型通信协议、数值类型通信协议或字符串类型通信协议与所述设备进行通信。本发明对外提供了统一的一个配置界面，针对三种通信协议类型的封包、解包、赋值过程中的调用接口也是使用同一种接口。另外，本发明可以配置出半导体制造装备领域的所有通信协议格式，因此在半导体制造装备领域具有通用性的特点。

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，特别涉及一种面向半导体制造装备功能仿真的通信协议模式配置方法。

背景技术

在半导体制造装备领域，设置之间的通信模式可以分为直接IO、串口、以太网、DeviceNet等五种主要类型。控制端通过一定的协议格式把控制命令发送到设备端，设备端通过一定的协议格式把反馈信息发送回控制端。半导体制造装备领域的设备生产厂家有很多，每种设备的通信协议是互不相同的，为了实现半导体制造装备平台的通用可配置仿真系统，需要实现各种设备通信协议的可配置性。在五种通信模式中，通信协议主要分为三个类型：数值类型通信协议，布尔类型通信协议以及字符串类型通信协议。

1、布尔类型通信协议

布尔类型通信协议主要是指通过数字IO传输的通信协议，这种协议比较简单，传输的数据位布尔值，TRUE或者FALSE。在数字IO通道物理参数配置的时候需要配置数字IO通道高低电平范围。高电平范围是指传输布尔值TRUE时IO通道中的电压范围；低电平范围是指传输布尔值FALSE时IO通道中的电压范围。在通信阶段，程序通过IO板卡的读函数读取一个通道的电压值，判断电压值属于高电平范围还是低电平范围，如果电压值在高电平范围内，那么这个IO通道的数据就为TRUE，如果电压值在低电平范围内，那么这个IO通道的数据就是FALSE。

2、数值类型通信协议

数值类型通信协议主要是指模拟IO传输的通信协议，这种协议传输的数据是在一定范围内一个电压值，经过一定转换后这个电压值转换成double类型的数据。在模拟IO通道物理参数配置的时候需要配置该通道的允许的电压范围。由于模拟IO板卡与计算机的接口为TTL电平，所以实际输入的电压范围可能超过这个TTL的最大电压值，因此模拟IO板卡会在板卡内部进行一定的比例运算，把一个高电平按比例转换成一个在TTL电压范围内的低电平。在通信阶段，程序可以通过IO板卡的读函数读取一个通道的电压值，这个电压值是经过转换后的电压值，为了在程序中获取真实电压值，该通道读取函数在内部会进行一个电压转换，过程与输入电压转换的过程相反，是把一个TTL电压按比例转换成真实电压值。这个真实的电压值就是我们程序中获取的double类型的电压值。

3、字符串类型的通信协议

字符串类型的通信协议主要是指通过串口、以太网以及DeviceNet传输的通信协议，这种通信协议内部按照一定的格式组织字符串，然后按照大端传输(Big-endian)或者小端传输(Little-endian)的模式把字符串发送给接收端。为了成功传输字符串，在串口通信中，需要配置的物理参数包括起始位(标志着开始传输数据)、数据位(字符串的二进制代码)、校验位(对上面发送的数据进行奇偶校验)、停止位(标志着数据传输的结束)，一个字符串的二进制流就是按照这个数据格式分段发送到接受端的，同样的在以太网和DeviceNet中也有类似的传输过程。在物理层协议格式上面，针对半导体设备的复杂多变的命令，字符串本身也会按照一定的格式去组织，构成协议层格式。

针对上面所述的三种通信协议类型，本发明的通信协议模式子系统应该满足一下几个性能要求：

1、通用可配置

由于半导体设备自身可能带有多种通信接口，每种通信接口的协议类型有可能不相同，因此本发明的通信协议模式配置子系统必须提供一个统一的配置界面，统一的调用接口，实现通用可配置性，这样才能满足仿真平台设备无关性的要求。

2、对外接口统一

不同的协议类型与协议格式，对数据的解析过程与封包过程也不会相同，为了方便其它仿真子系统的调用，该通信协议模式管理子系统需要提供一个统一调用接口，封装不同接口类型的数据在解析与封包过程中的不同操作过程。

发明内容

本发明主要目的是为了解决半导体制造装备领域设备仿真的通信协议通用可配置问题，提出一种面向半导体制造装备功能仿真的通信协议模式配置方法。

为达到上述目的，本发明一方面提出一种面向半导体制造装备功能仿真的通信协议模式配置方法，其特征在于，包括以下步骤：将数字IO端口配置为布尔类型通信协议，将模拟IO端口配置为数值类型通信协议，将串口端口、以太网端口和DeviceNet端口配置为字符串类型通信协议，其中，所述布尔类型通信协议为字符串类型字段且字段长度为一个字节；所述数值类型通信协议为整型字段或浮点型字段，所述数值类型通信协议的字段长度可变；所述字符串类型通信协议中字符串的总长度、每个字段的长度、类型和作用根据所述串口端口、以太网端口和DeviceNet端口的命令内容进行配置；和仿真系统根据设备的类型选择相应的布尔类型通信协议、数值类型通信协议或字符串类型通信协议与所述设备进行通信。

在本发明的一个实施例中，所述将数字IO端口配置为布尔类型通信协议进一步包括：创建布尔类型通信协议的名称；选择所述布尔类型通信协议的类型为DI/DO类型；配置所述布尔类型通信协议对应的通道序号；配置所述通道的高低电平范围；配置所述布尔类型通信协议的格式，其中，包括一个字段，且所述字段的长度为一个字节，所述字段的类型为字符串类型字段。

在本发明的一个实施例中，所述将模拟IO端口配置为数值类型通信协议进一步包括：创建数值类型通信协议的名称；选择所述数值类型通信协议的类型为AI/AO类型；配置所述数值类型通信协议对应的通道序号；选择所述通道的电压范围；配置所述数值类型通信协议的格式，其中，包括一个字段，所述字段的长度可变，所述字段的类型为整型字段或浮点型字段。

在本发明的一个实施例中，所述将串口端口、以太网端口和DeviceNet端口配置为字符串类型通信协议进一步包括：创建字符串类型通信协议的名称；选择所述字符串类型通信协议的类型为串口、以太网或DeviceNet类型；配置所述字符串类型通信协议对应的通道序号；配置通信接口的物理参数；根据所述串口端口、以太网端口和DeviceNet端口的命令内容配置所述字符串类型通信协议的格式总长度；根据所述格式总长度配置所述字符串类型通信协议中各个字段的长度、类型和作用；判断未分配的协议长度是否为0；如果判断未分配的协议长度不为0，则继续配置所述字符串类型通信协议中各个字段的长度、类型和作用，直至判断未分配的协议长度为0。

在本发明的一个实施例中，所述仿真系统根据设备的类型选择相应的布尔类型通信协议、数值类型通信协议或字符串类型通信协议与所述设备进行通信进一步包括：仿真端接收到数据；将字符串转换为字符数组；读取协议字段配置信息；判断字段是否为命令名称；如果判断所述字段为命令名称，则保存所述命令名称；如果判断所述字段不是命令名称，则进一步判断所述字段是否为参数信息；如果判断所述字段为参数信息，则保存所述参数信息；如果判断所述字段不是参数信息，则判断所述字段为其他信息忽略不做处理；依次对所有协议字段进行处理，并结束解包过程。

在本发明的一个实施例中，还包括：仿真端发送数据；读取发送协议字段配置信息；判断所述字段是否为命令名称；如果判断所述字段为命令名称，则将所述命令名称加进发送链表；如果判断所述字段不为命令名称，则进一步判断所述字段是否为参数信息；如果判断所述字段为参数信息，则查询设备参数值，并把所述参数值加入发送链表；如果判断所述字段不为参数信息，则判断所述字段为其他信息忽略不做处理；依次对所有协议字段进行处理，并结束封包过程。

在本发明的一个实施例中，还包括对协议字段进行赋值。具体对协议字段进行赋值进一步包括：根据协议名称查询协议；读取所述协议对应的协议字段配置信息；判断所述字段是否为命令名称；如果判断所述字段为命令名称，则用所述命令名称为所述字段赋值；如果判断所述字段不为命令名称，则进一步判断所述字段是否为参数信息；如果判断所述字段为参数信息，则为所述字段指定相关设备的属性参数名称；如果判断所述字段不为参数信息，则判断所述字段为其他信息忽略不做处理；依次对所有协议字段进行处理，并结束协议字段赋值过程。

本发明具有如下的优点：

1、统一接口

本发明对外提供了统一的一个配置界面，从三种不同类型的通信协议格式的配置流程图可以看出，他们的接口是相同的，针对三种通信协议类型的封包、解包、赋值过程中的调用接口也是使用同一种接口。

2、通用可配置

本发明可以配置出半导体制造装备领域的所有通信协议格式，因此在半导体制造装备领域具有通信性的特点。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本发明实施例的面向半导体制造装备功能仿真的通信协议模式配置方法流程图；

图2为本发明实施例的布尔类型通信协议的配置方法流程图；

图3为本发明实施例的数值类型通信协议的配置方法流程图；

图4为本发明实施例的字符串类型通信协议的配置方法流程图；

图5为本发明实施例的根据通信协议需要配置的内容与顺序设计界面示意图；

图6为本发明实施例的数据解包过程；

图7为本发明实施例的数据封包过程；

图8为本发明实施例的协议字段赋值过程。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

本发明是基于Windows XP操作系统，采用Visual studio2008实现的。它可以完成半导体设备通信协议格式的灵活配置功能，在统一的配置界面可以配置出各种各样的通信协议格式，适用于半导体制造装备领域各种通信接口类型的通信协议的配置。本发明的系统基于.NET开发平台，基于面向对象技术开发形成的，可以为半导体制造装备领域设备仿真系统提供一个通用可配置的通信协议编辑功能。由于实际工业环境中存在着各种各样的通信接口，通信方式与通信协议，但是考虑到本发明系统的应用领域(半导体制造装备设备仿真领域)，因此本发明只实现了半导体制造装备平台中比较常用的几种接口类型：直接IO类型、串口类型、以太网类型与DeviceNet类型。使用本发明系统的PC机需要安装特定生产厂家的IO板卡与板卡驱动程序。

其中，在本发明中，通信协议配置的主要内容在于配置一个协议的总长度，以及协议中每个字段的长度与数据类型。在半导体制造装备领域，虽然通信协议多种多样，长度不定，但是每种通信协议都可以按照一定的长度划分成长度不等的字段(字段是指一段长度不为0的字符串)。在本发明系统中，把字段的类型分为以下几种：

1)整型字段

整型字段，在32位机上该字段的长度在协议格式配置的时候需要指定为4个字节所表示的最大整数的位数。用整型字段可以进行整数类型的设备属性参数的设置与查询。

2)浮点型字段

浮点型字段，该子系默认为double类型，在32位机上该字段长度在协议格式配置的时候需要指定为4～8个字节所表示的浮点数的位数(包括小数点)。在仿真系统中，不管数据是单精度的还是双精度，统一按照双精度进行运算，运算结果会根据协议格式配置的长度进行近似，以保证命令内容满足协议格式要求。用浮点型字段可以进行浮点型的设备属性参数的设置与查询。

3)字符串类型字段

字符串类型字段，长度最小为1个字节的字段，一般用来标识具体命令的名称等控制信息。其中数字IO通道的布尔类型值在程序中表示为1和0，1表示真(TRUE)，0表示假(FALSE)，可以看作是一个字符，长度为1个字节。长度为1个字节的布尔类型值常用作仿真系统中数字IO通道控制与查询信息。

另外，通信协议中每个字段的作用也是不同的，在该仿真子系统中字段按照其作用可以分为三种类型的字段：

1)命令名称

这种类型的字段主要用来标识一个命令，相当于命令的名称，区分不同的命令就是通过判断命令字段来区分的。

2)属性参数

属性参数主要用来表示属性的值或者名称。当控制端向该该仿真子系统发送一个参数的查询命令的时候，就需要使用该种类型的字段表示将要查询的属性参数的名称。当仿真端回复给控制端一个参数的值或者控制端向仿真子系统设置一个属性参数的值的时候，就需要使用这种类型的字段表示参数的具体数值。

3)其他参数

除了上面两项的字段作用外，还有一些字段没有明确的作用，或者是用来进行奇偶校验的，或者只是进行一些空白数据填充，这种类型的字段统称为其他类型字段。

按照通信协议类型的划分，通信协议模式配置方法及子系统也主要按照三个不同类型的通信协议来进行模块化的设计方案。

如图1所示，为本发明实施例的面向半导体制造装备功能仿真的通信协议模式配置方法流程图，该方法包括以下步骤：

步骤S101，将数字IO端口配置为布尔类型通信协议，将模拟IO端口配置为数值类型通信协议，以及将串口端口、以太网端口和DeviceNet端口配置为字符串类型通信协议。其中，布尔类型通信协议为字符串类型字段且字段长度为一个字节；数值类型通信协议为整型字段或浮点型字段，数值类型通信协议的字段长度可变；字符串类型通信协议中字符串的总长度、每个字段的长度、类型和作用根据所述串口端口、以太网端口和DeviceNet端口的命令内容进行配置。

具体地，布尔类型通信协议，数值类型通信协议和字符串类型通信协议的配置过程如下所示。

1、布尔类型通信协议的配置方法

如图2所示，为本发明实施例的布尔类型通信协议的配置方法流程图。布尔类型通信协议主要是指通过数字IO传输的通信协议，这种协议比较简单，传输的数据为布尔值，如TRUE或者FALSE。由于IO类型的通道在实际设备中与设备的属性参数是一对一的关系，因此不能出现一个通道对多个属性参数，或者多个通道对一个属性参数的情况，因此IO通信协议格式的配置较为简单。同时由于布尔类型的通信协议使用字符串类型字段表示，因此布尔类型的通信协议的长度总是1个字节。该方法包括以下步骤：

步骤S201，创建布尔类型通信协议的名称。

步骤S202，选择布尔类型通信协议的类型为DI/DO类型。

步骤S203，配置布尔类型通信协议对应的通道序号。

步骤S204，配置通道的高低电平范围。

步骤S205，配置布尔类型通信协议的格式，其中，该布尔类型通信协议包括一个字段，且该字段的长度为一个字节，该字段的类型为字符串类型字段。

步骤S206，布尔类型通信协议创建结束。

布尔类型通信协议配置数据格式设计如下：

布尔类型协议格式配置数据保存在XML文件中，部分文件结构如下所示：

协议格式中的Purpose项表示该字段是用作什么类型，命令名称还是参数类型，又或者是其他类型。布尔类型的协议长度为常数1.

2、数值类型通信协议的配置方法

如图3所示，为本发明实施例的数值类型通信协议的配置方法流程图。数值类型通信协议主要是指模拟IO传输的通信协议，这种协议传输的数据是在一定范围内一个电压值，经过一定转换后这个电压值转换成double类型的数据。在设备仿真系统中，double类型的数据主要用于描述一些连续变化的属性参数与模拟控制信号。由于double类型的数据与布尔型数据同属于直接IO接口，不同的只是他们的字段长度不同，字段的类型不同而已。因此与布尔型通信协议的配置过程类似。该方法包括以下步骤：

步骤S301，创建数值类型通信协议的名称。

步骤S302，选择数值类型通信协议的类型为AI/AO类型。

步骤S303，配置数值类型通信协议对应的通道序号。

步骤S304，配置通道的电压范围。

步骤S305，配置数值类型通信协议的格式，其中，该数值类型通信协议包括一个字段，且该字段的长度不是固定值1，其是可变的，该字段的类型为整型字段或浮点型字段。

步骤S306，数值类型通信协议创建结束。

数值类型通信协议数据格式设计如下：

数值类型通信协议(AI/AO)的协议格式数据保存在XML文件中，协议文件格式如下：

上面的文件格式与布尔类型通信协议格式十分类似，都只有一个字段。因为他们同属于直接IO类型的接口，所不同的只是布尔类型只有0和1，长度一定为1个字节，而数值类型为浮点型数据，长度不定。这两种类型的通信协议在实际设备中都是通过硬件连线直接进行通信的，所以不存在多个字段串行进行传输的协议格式问题，这也是他们与下面要讲的字符串类型的通信协议模块的最大不同之处。

3、字符串类型通信协议配置方法

如图4所示，为本发明实施例的字符串类型通信协议的配置方法流程图。字符串类型通信协议与布尔型通信协议和数值型通信协议格式不同，字符串类型的通信协议类型一般都具有多个字段的特征，字符串按照一定的格式组合成为一个命令内容。一般情况下，在串口、以太网以及DevcieNet通信接口中传输的协议格式都是这种类型。由于通过串行传输的数据要表达一个复杂的控制或者查询信息，因此协议的格式往往也标记复杂。字符串类型的通信协议配置过程比较复杂，除了配置协议的名称、类型、通道序号以及一些通道物理参数外，更重要的是配置字符串的总长度以及每个字段长度的划分，每个字段的类型、作用等。该方法包括以下步骤：

步骤S401，创建字符串类型通信协议的名称。

步骤S402，选择字符串类型通信协议的类型为串口、以太网或DeviceNet类型。

步骤S403，配置字符串类型通信协议对应的通道序号。

步骤S404，配置通信接口的物理参数。

步骤S405，根据串口端口、以太网端口和DeviceNet端口的命令内容配置字符串类型通信协议的格式总长度。

步骤S406，根据格式总长度配置字符串类型通信协议中各个字段的长度、类型和作用。

步骤S407，判断未分配的协议长度是否为0。如果判断未分配的协议长度为0，则继续执行步骤S406。

步骤S408，如果判断未分配的协议长度为0，则字符串类型通信协议创建结束。

字符串类型通信协议数据格式设计如下：

字符串类型通信协议的配置数据保存在XML文档中，文件结构如下：

字符串类型的通信协议的格式一般都是多个字段，每个字段的作用也不尽相同，有的表示参数值，有的标识命令名称，有的为校验和等其他作用类型。

其中，通信协议模式整体上分为三种类型的协议格式，在设计实现时，布尔类型与数值类型通信协议同属于直接IO类型的通信协议，用一个Direct IO类来实现对这两个通信协议配置的管理。类中用一个结构体来保存协议的配置数据，由于数值类型与布尔类型通信协议都只有一个字段，因此在结构体里面用一个字符串变量来表示这个字段。而字符串类型的通信协议比较复杂，可以分为以太网通信协议、串口通信协议以及deviceNet通信协议三大类，每种类型的通信协议都有不同的物理参数需要配置，因此每种协议的结构体也不尽相同，在配置子系统中用三个类serialport，Ethernet和deviceNet三个类分别实现对上面所述类型的配置数据管理。字符串类型的通信协议在协议字段方面是相同的，在三个协议类的结构体中都用一个结构体类型的链表表示协议字段，其中链表的每个元素都表示一个字段的具体内容，包括起始字节、停止字节、字段作用、字段类型等内容。

如图5所示，为本发明实施例的根据通信协议需要配置的内容与顺序设计界面示意图。图中配置了以太网协议的名称，类型以及协议的总长度和每个字段的配置。

步骤S102，仿真系统根据设备的类型选择相应的布尔类型通信协议、数值类型通信协议或字符串类型通信协议与仿真设备进行通信。

通信协议主要用来对发送的数据进行封包，对接收到的数据进行解析，因此通信协议模式配置模块还提供了封包与解包接口。另外，其他仿真子系统只有协议格式还不能进行通信，只有在具体制定了每个协议字段的具体内容后仿真子系统才能根据协议格式与协议内容区别控制端发送来的不同命令，才能根据协议格式与内容向控制端发送数据。因此该放在子系统还提供了通信协议赋值接口。

A数据解包接口：

private void ParsePacket(string data，out string command，out ArrayList infolist)

数据的解包是仿真软件从接口板卡收到数据后进行的数据解析过程，它解析出接收到数据的命令名称以及命令所带的参数以及控制信息。其中，布尔型通信协议与数值型通信协议格式由于只有一个字段，一个字节，因此名称与命令所带的参数都是指一个字节的数据。如图6所示，为本发明实施例的数据解包过程。包括以下步骤：

步骤S601，仿真端接收到数据。

步骤S602，将字符串转换为字符数组。

步骤S603，读取协议字段配置信息。

步骤S604，判断字段是否为命令名称。

步骤S605，如果判断字段为命令名称，则保存命令名称，接着执行步骤S609。

步骤S606，如果判断字段不是命令名称，则进一步判断字段是否为参数信息。

步骤S607，如果判断字段为参数信息，则保存参数信息，接着执行步骤S609。

步骤S608，如果判断字段不是参数信息，则判断字段为其他信息忽略不做处理。

步骤S609，判断是否还有协议字段没有处理，如果还有协议字段没有处理，则返回步骤S603。

步骤S610，结束解包过程。

B、数据封包接口：

private string SealPacket(string command，ArrayList comminfo)

当仿真子系统需要向控制端发送数据时，就需要对药发送的数据进行封包操作。根据协议格式的内容，在命令名称字段填写命令名称，在参数字段填写参数值，在校验和字段计算校验和的值，这一切动作都是在封包过程中完成的，封装完后，数据会以字符串类型的数据发送出去。如果是布尔型通信协议或者数值型通信协议，不需要进行复杂的操作，只需要判断要发送的数据是1还是0，直接向IO端口发送1或者0就可以了。如图7所示，为本发明实施例的数据封包过程。包括以下步骤：

步骤S701，仿真端发送数据。

步骤S702，读取发送协议字段配置信息。

步骤S703，判断字段是否为命令名称。

步骤S704，如果判断字段为命令名称，则将命令名称加进发送链表发送，接着执行步骤S708。

步骤S705，如果判断字段不为命令名称，则进一步判断字段是否为参数信息。

步骤S706，如果判断字段为参数信息，则查询设备参数值，并把参数值加入发送链表，接着执行步骤S708。

步骤S707，如果判断字段不为参数信息，则判断所述字段为其他信息忽略不做处理。

步骤S708，判断是否还有协议字段要处理，如果判断是则执行步骤S702。

步骤S709，如果判断没有协议字段要处理，则结束封包过程。

C、协议字段赋值接口：

private string SetField(string protocolname，ArrayList comminfo)

当仿真子系统解析出数据后，需要根据接收到的具体命令与具体值进行操作，而判断接收到数据到底是哪个命令就需要把接收到的命令名称与仿真设备中的命令列表中命名的名称进行对比，如果二者的名称相同，就表示收到了仿真系统收到了这个命令，仿真设备就可以根据收到的数据进行参数赋值等一系列操作。因此，在仿真设备开始通信之前，需要配置每个命令所用的协议的每个协议字段的具体内容，此时就用到了我们的协议字段赋值接口。第一个参数提供协议的名称，第二个参数以链表的形式传送每个协议字段的具体内容。如图8所示，为本发明实施例的协议字段赋值过程。

步骤S801，根据协议名称查询协议。

步骤S802，读取协议对应的协议字段配置信息。

步骤S803，判断字段是否为命令名称。

步骤S804，如果判断字段为命令名称，则用命令名称为该字段赋值，并接着执行步骤S808。

步骤S805，如果判断字段不为命令名称，则进一步判断字段是否为参数信息。

步骤S806，如果判断字段为参数信息，则为字段指定相关设备的属性参数名称，并接着执行步骤S808。

步骤S807，如果判断字段不为参数信息，则判断字段为其他信息忽略不做处理。

步骤S808，判断是否还有协议字段没有处理，如果判断还有则执行步骤S802。

步骤S809，如果判断没有则结束协议字段赋值过程。

本发明具有如下的优点：

1、统一接口

本发明对外提供了统一的一个配置界面，从三种不同类型的通信协议格式的配置流程图可以看出，他们的接口是相同的，针对三种通信协议类型的封包、解包、赋值过程中的调用接口也是使用同一种接口。

2、通用可配置

本发明可以配置出半导体制造装备领域的所有通信协议格式，因此在半导体制造装备领域具有通信性的特点。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同限定。