電子電路

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比較項目	主動元件（Active）	被動元件（Passive）
是否提供能量	✔ 需要外部電源，可放大或產生能量	✘ 不提供能量，只吸收或儲存能量
能量轉換功能	✔ 可以將電能轉換為其他形式（例如放大、開關控制）	✘ 只能消耗或暫存能量
控制能力	✔ 能控制電流（例如開關、訊號調整）	✘ 無法主動控制，響應取決於輸入
非線性性質	常為非線性元件（如電晶體、二極體）	多為線性元件（如電阻、電容）
舉例	電晶體（BJT, MOSFET）、二極體、IC、運算放大器等	電阻器（R）、電容器（C）、電感器（L）

分壓電路

Lab ADC

EEPROM

是儲存單元，負責存放硬體描述（如 FRU 資訊）或 BMC 的設定數據。

M24C64-RMN6TP-2-GP

FRU

是硬體資訊，描述伺服器硬體模組，用於資產追蹤與維修。

I2C

• 一種低速的雙線通信協議，用於連接主機（如 BMC）和多個外設（如 EEPROM、溫度感測器等）。有主從架構，主機發起通信，從機回應。在 BMC 的應用：用來監控硬體設備的狀態，例如存取 EEPROM 儲存韌體資訊、讀取溫度感測器數據，或控制 GPIO 擴展器。

• BMC 的應用：用來監控硬體設備的狀態，例如存取 EEPROM 儲存韌體資訊、讀取溫度感測器數據，或控制 GPIO 擴展器。

• Philips (現為 NXP)

• 適用 低成本 簡單的通訊
  

• Feature

  • synchronous
  • multi-controller/multi-target
  • serial communication

• Usecase

  • 感測器
  • 記憶體（e.g. EEPROM）

• 優缺點

  • Pros
    • 通用性高,協議簡單
  • Cons
    • 沒有內建錯誤檢測（例如 CRC）
    • 缺乏嚴格的時間約束。

• Protocol
  

• Cmd

• 操作範例

1. 找到 I2C bus 和地址：
   ​​​​i2cdetect -y <bus-number>
   

2. 從地址 0x00 讀取 8 bytes 的數據（例如：儲存韌體版本）：
   ​​​​i2ctransfer -y <bus-number> w1@<device-address> 0x00 r8
   

3. 寫入一筆資料到地址 0x10：
   ​​​​i2ctransfer -y <bus-number> w2@<device-address> 0x10 0xAA
   

• 掃有哪些I2C:

  • i2cdetect -l
  • ls /sys/class/i2c-dev

• 看哪些連結的有回應

  ​​​​root@ums120:~# i2cdetect -y 14
  ​​​​     0  1  2  3  4  5  6  7  8  9  a  b  c  d  e  f
  ​​​​00:                         -- -- -- -- -- -- -- --
  ​​​​10: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
  ​​​​20: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
  ​​​​30: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
  ​​​​40: -- -- -- -- -- -- -- -- UU -- -- -- -- -- -- --
  ​​​​50: -- -- -- -- UU -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
  ​​​​60: 60 -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
  ​​​​70: -- -- -- -- -- -- -- --
  

• 一個 Byte 操作

  • example
    ​​​​​​​​i2cget -y 1 0x50 0x10
    

  • example
    ​​​​​​​​i2cset -y 1 0x50 0x10 0x20
    

• 複雜 Byte 操作
  寫入兩個byte(0x10, 0x20) 到 地址 0x50 讀取 128 bytes

  ​​​​i2ctransfer -y 1 w2@0x50 0x10 0x20 r128 
  

Lab Temp Sensor

Lab FRU

Lab IPMI

SMBus

• (常用)
• 簡單解釋： I²C 的延伸版，加入更多系統管理功能，例如封包錯誤檢查（PEC）和時序控制，用於更可靠的數據通信。
• 在 BMC 的應用： 常用於與智慧電池（Smart Battery）或溫度感測器等關鍵設備通信，幫助 BMC 進行更可靠的系統健康監控。
• protocol
  
  
  
• common cmd
  

PMBus

• 通常用於電源
• PMBus:基於 I²C/SMBus 的高階協議，專門用於電源管理，允許對電源設備進行監控和控制，例如調節電壓、電流或讀取溫度。用於監控電源供應器（PSU）的狀態，確保伺服器的電源供應正常，並在異常時發出告警。

I2C vs SMBus vs PMBus

	I2C	SMBus	PMBus
改進		資料格式,時間約束, CRC 檢查和裝置發現,標準化的命令	基於 SMBus,標準化的電源管理指令集。裝置間的互操作性（Interoperability）。精細的控制（如數字電源模組）
	Philips (現為 NXP)	Intel
	Multi-Master, Multi-Slave
Use case	感測器,記憶體（如 EEPROM）	系統關鍵元件的通訊（如溫度監控、電源管理）溫度監控。電壓監控。晶片健康狀態監測。
Pros	通用性高,協議簡單	穩定,內建的錯誤檢測	標準化的指令集，減少不同廠商之間的兼容問題。源參數監控與配置
Cons	1.沒有內建錯誤檢測（例如 CRC）2.缺乏嚴格的時間約束。	1.不如 I²C 靈活。2.傳輸速度限制較低	電源管理裝置，不具備通用性。

SPI

• SPI (Serial Peripheral Interface) is a synchronous serial communication protocol used for short-distance communication between a master device (e.g., microcontroller) and one or more slave devices (e.g., sensors, flash memory).

• 同步

• 短距離

• application: for interfacing flash memory (e.g., NOR/NAND), sensors, and display modules.
  

  
  
  
  
  

• Usecase

  • 韌體更新（Firmware Update）：BMC 通過 SPI 接口在系統運行時更新 BIOS。
  • 系統啟動（Boot）：在伺服器啟動時，CPU 通過 SPI 讀取 SPI Flash 內的韌體。
  • 遠端修復（Recovery）：BMC 通過 SPI 幫助恢復受損的固件。

• Protocol
  

  

Lab 更新 flash

UART

UART Controller and COM Port

• Universal Asynchronous Receiver/Transmitter
  是一種序列通訊協定的硬體控制器，將資料從「平行資料匯流排（如 CPU 寄存器）」轉換成「位元流（bit stream）」以便透過 TX/RX 腳位傳送。

名稱	是什麼？	本質角色
UART Controller	一種硬體模組或電路（通常在 SoC、南橋晶片、MCU 裡）	負責「位元」與「字元」的轉換、傳輸控制邏輯
COM Port	作業系統中對 UART 裝置的名稱（如 /dev/ttyS0 或 COM1:）	OS 抽象出來的裝置節點，用來存取 UART 控制器

UART Controller 的功能：

• 位元編碼與解碼：例如 8N1 → 8 個資料位、無 parity、1 個停止位
• 波特率設定：如 115200 bps（即每秒可傳 11.5 萬個 bit）
• 中斷控制：傳完/收完一個字元觸發 IRQ 通知 CPU
• FIFO buffer：硬體緩衝避免漏資料

存在位置：

• MCU 內部（如 STM32 的 USART）
• SoC（如 Raspberry Pi 的 miniUART、PL011）
• PC 主機板南橋晶片或 LPC-to-UART
• PCIe/UART 擴充卡上的 16550 UART 晶片

COM Port 是什麼？

• 作業系統為了讓軟體存取 UART 而提供的裝置節點或「入口名稱」。

windows

裝置名稱	對應意義
COM1	第一個 UART 控制器（通常對應 0x3F8 I/O port）
COM2	第二個 UART 控制器（通常對應 0x2F8）

Linux

裝置節點	解釋
/dev/ttyS0	第一個傳統 UART 控制器
/dev/ttyUSB0	透過 USB-to-Serial 裝置產生的虛擬 UART
/dev/ttyAMA0	特定 ARM SoC（如 Raspberry Pi）上的 UART

項目	UART Controller	COM Port
本質	硬體模組	OS 上的裝置名稱
功能	傳輸控制、編碼解碼、FIFO	提供使用者層讀寫介面
類型	嵌入式/外接晶片	Windows: COM1、Linux: /dev/ttyS0
與使用者關係	背後黑盒	使用者直接讀寫的對象

什麼是 UART routing？

• UART routing 是在 DTS 中定義每條 UART 的角色與接腳對應，讓 kernel 知道怎麼初始化它。
• 對 OpenBMC 來說，這樣的路由資訊關鍵於：
  1. 哪個 UART 提供給主機作為 serial console？（如 ttyS0 → SoL）
  2. 哪個 UART 用來與外部裝置通訊？（如 MCU、CPLD、sensor）
  3. 哪些 UART 是無用或要 disabled？

GPIO

• GPIO (General Purpose Input/Output) is a versatile pin on a microcontroller or System on Chip (SoC) that can be configured as either an input or an output. Key features include input mode, output mode, and additional functionalities such as pull-up/pull-down resistors and interrupt generation.

Lab Blinking LED

Lab ADC voltage

• read schmantic 看astspeed 2600 spec
  可以去 /sys/bus/platform/drivers/gpio_aspeed 下 devmem {}
• 驗證去 /sys/class/hwmon/hwmon5 可以看掛載在 hwmon 的值 ``

MCTP

MCTP (Management Component Transport Protocol)
管理元件傳輸協議

• 功能：MCTP 是一種定義在不同物理介質（如 I²C/SMBus、PCIe、Ethernet 等）上傳輸管理資訊的標準協議。它提供了在不同系統管理元件之間的高效通訊方法。
• 特點：
  • 支援多種底層傳輸介質。
  • 提供通用的封包格式，讓不同的管理協議（如 PLDM、SPDM）可以共存。
  • 提供分層結構，讓傳輸層與應用層分離。
• 應用場景：
  • 用於傳遞設備管理指令、狀態報告或固件更新。
  • 在 BMC 中，MCTP 經常作為管理通訊的骨幹。

PLDM

PLDM (Platform Level Data Model)

平台級數據模型

• 功能：PLDM 是用於系統管理的一套協議集合，旨在統一管理功能的數據結構和通訊方式。
• 核心特點：
  • 提供了標準化的管理命令和響應格式。
  • 支援多種功能模組（例如：Firmware Update、Event Logging、Monitoring 等）。
• 模組分類：
  1. PLDM for Firmware Update：提供標準化的固件更新方法。
  2. PLDM for Sensor and Control：用於傳感器數據讀取和控制。
  3. PLDM for Redfish Device Enablement：將 PLDM 與 Redfish 整合，方便系統管理。
  4. PLDM for Event Logging：用於記錄系統事件。
• 應用場景：
  • 將 BMC 與其他系統管理元件（如電源管理模組）進行交互。
  • 為硬體廠商提供標準化的管理協議，減少客製化開發的工作量。

SPDM

SPDM (Security Protocol and Data Model)

安全協議與數據模型

• 功能：SPDM 是一個用於設備間安全通信的協議，主要用於身份驗證、機密性和完整性保護。
• 特點：
  • 提供雙向身份驗證：設備之間可以相互驗證其身份。
  • 支援基於硬體信任根（如 TPM）的安全機制。
  • 提供數據加密與完整性保護，確保敏感數據不被竄改或洩露。
• 應用場景：
  • 用於硬體設備之間的可信通信，例如 BMC 與其他管理模組之間的安全連線。
  • 在固件更新中確保數據來源可信。
  • 應對硬體供應鏈中的安全挑戰（如防範偽造設備）。

SoC

ast 2600

AST2600 的主要特點

1. 處理器架構
   • 搭載 雙核心 ARM Cortex-A7 處理器作為主核，運行速度高達 1.2GHz，提供高效能。
   • 內建一個 ARM Cortex-M3 協處理器，用於即時控制和節省能耗。
   • 採用 28nm 製程，功耗更低，性能更佳。
2. 內存和存儲支持
   • 支援 DDR4 和 DDR3 記憶體，容量最高可達 8GB。
   • 提供 SPI、eMMC、SD 等多種存儲接口，滿足多樣化存儲需求。
3. 網絡功能
   • 集成 雙 GbE 網卡（PHY），支持 NC-SI（Network Controller Sideband Interface）。
   • 提供多通道網絡虛擬化功能，實現更靈活的網絡管理。
4. 顯示和圖形
   • 支援 2D 硬體加速引擎，提供基本的圖形渲染能力。
   • 支援 HDMI 和 VGA 接口，分辨率最高可達 1920x1200。
5. 安全功能
   • 集成 TPM（Trusted Platform Module）2.0，提供硬體級安全保護。
   • 支援 Secure Boot 功能，保證固件來源可信。
   • 支援加密引擎，用於硬體加速的 AES、SHA 和 RSA 演算法。
6. 系統管理與協議支持
   • 支援業界主流的管理協議，包括 IPMI 2.0、Redfish、MCTP、PLDM 和 SPDM。
   • 兼容多種操作系統，如 Linux（常見於 OpenBMC 平台）。
7. I/O 和擴展性
   • 提供多種 I/O 接口，包括 PCIe、USB、I²C、SPI、UART 和 GPIO。
   • 支援多個 I²C 控制器，方便連接外部感測器和其他元件。

AST2600 的應用場景

1. 伺服器管理
   • 作為 BMC，用於監控伺服器硬體狀態（如溫度、電壓、風扇速度等）。
   • 支援遠端開關機、固件更新和事件日誌管理。
2. 雲端資料中心
   • 通過 Redfish API 實現統一的伺服器管理和自動化。
   • 高性能和低功耗特性適合高密度伺服器部署。
3. 嵌入式控制
   • ARM Cortex-M3 核心可用於即時任務（如電源控制或嵌入式監測）。
   • 提供強大的硬體加密能力，用於敏感數據處理。
4. 高效能計算（HPC）
   • 通過 MCTP 和 PLDM 進行高效的硬體管理。
   • 提供可靠的安全機制以保護運算環境。

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邏輯分析儀

JTAG

Sensors

TMP75

• TMPx75 Temperature Sensor spec
  
  
  
  
  
  
  
  
  0x1027
  0x027
  16*2+7
  39