BMC学习记录-smartfusion硬件架构

电路设计

硬件状态监控：

本板的管理供电3.3V（ADC0）和负载供电12V(ABPS6)，Smartfusion
负载1.5V、3.3V和5V供电（ADC1/2/3）,负载3V3电流（CM2/TM2）和负载5V电流（CM3/TM3）,负载温度（TM0）;
AMC子卡1、子卡2电流（ADC6/7）、子卡管理供电（CM0/TM1）和子卡普通供电（ABPS4/5）；
通过I2C接口的ADC芯片获取接口板的三级供电电压和管理供电电压；
-48V转12V电源子卡的电压和电流。

负载管理

控制负载1.5V/3.3V/5V主供电的上电（通过DS33、DS32、DS31灯观察）和监控；
对负载进行复位；
采集负载温度；
采用串口或LPC和负载进行通讯（2选1）；

接口板管理

注：只针对非智能接口板，没有IPMC的，由前板代为管理。

控制接口板管理用电和主供电的上电，读取电源POWERGOOD信号；
对接口板进行在位检测和热插拔功能支持；
提供热插拔指示灯、正在工作指示灯和不在工作指示灯；
和接口板有I2C隔离芯片，控制其使能，通过该芯片读取I2C通道的Ready和FAULT信号；
设计I2C转GPIO芯片，提供接口板供电1，供电2的使能GPIO，3个自定义GPIO，热插拔信号读取GPIO和接口板复位GPIO；
设计I2C接口的EEPROM，读取接口板的FRU信息；
设计I2C转ADC芯片，采集接口板的管理用电、主供电、供电1和供电2的电平。

AMC子卡管理

可管理两个AMC子卡，为子卡提供了GA码（拨码开关模拟），在位检测信号和子卡使能信号，在位检测、子卡使能、子卡的管理供电、子卡的主供电，各通过一个LED灯来示意。

提供AMC子卡管理供电和主供电的使能和POWERGOOD信号检测；
采集子卡的主供电的电流和电压，采集管理供电的电流；
提供和子卡的I2C通讯通道（含隔离）。

注：AMC指ATCA和MicroTCA的业务板卡，可装载在ATCA载板上使用在ATCA机箱，也可以直接插入MicroTCA机箱中工作。

-48V转12V电源子卡管理

奔泰的方案额外单独提供了该子卡的参考设计，该子卡插在连接器P22上面，IPMC对它的管理主要通过连接器的以下信号：

P48V_BOARD_SEATED：在位检测；
P48V_nEN_DCDC:电源转换器的使能；
P48V_FEEDA/B:反馈信号；
P48V_FUSE_OK:是否熔断；
P48V_VIN:采集48V电压；
P48V_IN:采集48V电流；

管理风扇单元

可管理四路风扇，支持标准风扇三针接口和四针接口（P8、P24、P26和P27），功能如下：

风扇的开关；
风扇速度控制；
风扇速度测量。

电子钥匙（E-KEYING）

该功能目的在于防止模块的误插入，检测插入的板卡和背板的总线拓扑和端口的兼容性。

首先FRU信息中需要有对板卡的所有端口协议的描述，建立起E-Keying信息，并配置端口的控制信号，一般是硬件上的，非LVDS端口要求上电默认关闭。

其次机箱管理ShMC将插入槽位对应的端口进行查询，并把端口信息传给IPMC，由IPMC进行兼容性判断，如果判断兼容，则在负载上电后，将相关端口使能。

FRU端口由以下数据进行

{

Channel（端口序号，从0开始），

Lanes(端口链路数量),

Link_type(协议类型),

Link_type_ext(扩展协议类型)，

Link_group(Channel ID)

}

奔泰的方案进行E-KEYING控制的GPIO如下：

EKEY_BASE_EN0 管理通道使能0
EKEY_BASE_EN1 管理通道使能1
EKEY_FABRIC_EN0 业务通道（高速业务数据）使能0
EKEY_FABRIC_EN1 业务通道（高速业务数据）使能1
EKEY_UPD_EN 相邻槽位的点对点通道使能
C_EKEY_CTL[3:0] EKEY通信数据（没弄懂）

对于端口使能，奔泰的开发板用DS2、DS4、DS6和DS8四个LED灯进行模拟。

告警功能

奔泰的方案中采用了符合工业标准的前面板报警接口Telco Alarm（位号P1，插座型号DB-15M）。

告警分三级，分为Minor Alarm->Major Alarm->Critical Alarm，按严重程度逐渐增高，其中Critical Alarm无法清除，只能关负载供电，Minor Alarm和Major Alarm可清除，另有三个指示灯（DS56、DS26和DS27）分别表征了三级告警的状态。

告警信号通过I2C转GPIO实现（U24，型号PCA9555PW），含三级告警信号，LED使能信号和采集告警清除信号。三级告警信号分别通过使能芯片AGQ200A4H将5V输入转换成高达72VDC的差分电平，分别接入前面板报警接口对应PIN脚，最大驱动电流达到1A，告警清除信号也是线缆通过前面板报警接口传入，收到在3.3VDC和72VDC之间的差分电平，并持续200ms~300ms意味着收到告警清除信号，AGQ200A4H可通过中断通知IPMC。

事件、日志及FRU信息记录

FRU都需配备一个信息存储EEPROM，由IPMC维护，信息格式需符合相应规范（例如ATCA领域的PICMG 3.0标准/Platform Management FRU Information Storage Definition v1.0规范），IPMI命令可读写，机箱管理(ShMC)会从每个IPMC中收集FRU信息，获取FRU全方位的特征，例如获取该板卡申请的最大用电功率，动态协商后，分配给它，上文讲述的E-KEYING信息也存在FRU信息中。

IPMC定义的传感器（Sensor）包括以下：

热插拔信号；
IPMB总线连接信号；
温度传感器信号；
电压传感器信号；
实时时钟数据。

所有传感器配置数据（SDR,Sensor Device Record）必须提前定义在sdr-data.bin文件中，并链接到IPMC固件，编译时需调用，固件通过SDRs来获取传感器的阈值、事件触发是否允许等配置。固件运行时传感器输出值存在SRAM中，机箱管理ShMC将其和SDR中存的阈值进行比较（通过Get Device SDR IPMI命令获取）。

当某个模拟Sensor（温度、电压或电流）超过某一类门限值时，ShMC会做出应对，如点亮OOS（Out-Of-Service）灯,提高风扇转速或关PAYLD电。

所有本地Sensor数据都会存在EEPROM里，格式符合IPMI v1.5 26章节“SEL record formats”规范，如果写满了，则覆盖前面的，从头开始写，类似于行车记录仪。该功能可方便排故。

注：FRU指现场可替换单元，计算板、后接口板、交换板、机箱管理板、电源模块、风扇插件都是FRU，带IPMC单元的称为智能FRU，都需要设置EEPROM存储器FRU信息。

Sensor指的是逻辑上的，只要会产生事件或有值需要ShMC知道的对象都可以虚拟成Sensor。

热插拔、RTC、调试口、中断、指示灯等

热插拔信号接入BMC，BMC另输出热插拔指示灯，奔泰开发板的S3开关模拟了热插拔手柄，开关状态改变时触发热插拔事件(Hot swap event),通知IPMC，引起相应动作(如记录事件、关闭负载供电等)。

提供热插拔指示灯，规范命名为BLUE_LED,具有四种状态，分别是亮、灭、长闪烁、短闪烁，代表的过程如下：

管理模块检测通过在位检测信号，发现模块插入，使能模块管理用电，BLUE_LED点亮；
模块推入和锁定操作启动激活状态，IPMC向ShMC发送Module Hot Swap事件信息，BLUE_LED长闪，ShMC读取该模块的电源需求和E-KEYING信息，判断给模块负载上电；
模块激活，负载上电，BLUE_LED点亮；
拔出模块时，触发微动开关，IPMC向ShMC发送Module Hot Swap事件信息，BLUE_LED短闪，ShMC去使能IPMC的端口状态，移除其负载电源；
负载电源移除后，BLUE_LED点亮，代表可以拔出。

RTC支持纽扣电池备份供电（5年）或超级电容，时间数据通过I2C读取，可向IPMC发出中断信号。

Smartfusion M3处理器出一路UART接口用于调试，波特率115200，用于IPMC固件的调试和维护，方便现场排故。

中断，共三个中断，分别是告警控制器中断（发送告警清除信号），温度传感器中断（发送过温信号）和RTC时钟中断（定时信号）。

指示灯：IPMC定义了三个指示灯，分别是FRU_LED2，FRU_LED1A,FRU_LED1B, 其设计可能来自于ATCA的指示灯规范，如下：

BLUE_LED:指示热插拔状态；

LED1:(Out-Of-Service LED):显示出错或故障状态；

LED2(STATUS_LED)：显示状态；

LED3(POWER LED):负载上电状态；

应用相关LED（自定义）。

Serial-Over-Lan

Serial-Over-Lan(SOL)功能可以通过外接在机箱管理模块上的网络，远程通过串口访问机箱里的每一台X86服务器，可远程查看BOOT（BIOS启动时串口打印需开启）、OS加载器或Linux系统的串行控制台。大大提升了机箱管理的便捷程度。

SOL功能架构如下：(待完成)

IPMI-Over-Lan

IPMI-Over-Lan是为了SOL提供技术支撑，IPMI v1.5协议规范定义了IPMI消息可以封装在RMCP协议的网络包中，IPMI v2.0规范定义了IPMI消息可封装在RMCP+协议网络包中。RMCP/RMCP+封装在UDP数据包中，UDP端口使用623和624。

KCS功能

待补充

IPMI协议实现

待补充

HPM.1 IPMC固件更新功能

待补充

BMC FPGA更新功能

待补充