SMBus 使用说明

概述

本文介绍了墨芯 AI 计算卡上的 SMBus 规格信息，包括 SMBus 寄存器定义、地址和详细说明，以及获取墨芯 AI 计算卡相关信息的前置操作。此外，您在 BMC 适配时也可参考本文获取墨芯 AI 计算卡的相关信息。

SMBus 规格

接口 地址
SMBus（7 bits 地址） 0x58

下图描述了 Read Byte Protocol：

图示 描述已自动生成

下图描述了 Wirte Byte Protocol：

图示 描述已自动生成

SMBus 寄存器位宽为 8 位，下表描述了寄存器基本读取流程（S: Slave, M: Master）:

方向 位数 内容
M->S 1 Start
M->S 8 Slave Address + Write
S->M 1 ACK
M->S 8 Register Address
S->M 1 ACK
M->S 1 Start
M->S 8 Slave Address + Read
S->M 1 ACK
S->M 8 Data Byte[7:0]
M->S 1 NACK
M->S 1 Stop

SMBus 寄存器描述

SMBus 相关的设计如下：

寄存器定义 地址 读写权限 说明 示例
芯片温度 0x4E RO [7:0] 芯片温度
数据类型：int8_t
单位：摄氏度		 芯片温度：44 摄氏度
板卡温度 0x74 RO [7:0] 板卡温度
数据类型：int8_t
单位：摄氏度		 板卡温度：38 摄氏度
内存温度状态 0x76 RO [7:0] 内存温度状态 数据类型：uint8_t
0x0 -25 摄氏度以下
0x1 -25 ~ 85 摄氏度
0x2 85摄氏度以上		 内存温度状态:：-25 ~ 85 摄氏度
VR 温度 0x7F RO [7:0] VR温度 数据类型：int8_t 单位：摄氏度 VR温度：40 摄氏度
Ecc State 0x4F RO [0] Ecc State 标志位 0：disable； 1：enable
[1] 设备当前的Ecc 1 bit Status 标志位 0：no error； 1：error
如果此位为1, 则可以从下面的“DDR Ecc Error 1 bit Counts”获取到1bit的错误计数值
[2] 设备当前的Ecc 2 bits Status 标志位 0：no error； 1：error
如果此位为1, 则可以从下面的“DDR Ecc Error 2 bit Counts”获取到2bit的错误计数值
[7:3] Reserved		 Ecc State：enable
Ecc 1 bit Status：no error
Ecc 2 bits Status：no error
DDR Ecc Error 1 bit Counts 0x58-0x59 RO DDR Ecc Error 1 bit Counts
数据类型：uint16_t
0x58 表示 [7:0]
0x59 表示 [15:8]		 DDR Ecc Error 1 bit Counts：0
DDR Ecc Error 2 bits Counts 0x5A-0x5B RO DDR Ecc Error 2 bits Counts
数据类型：uint16_t
0x5A 表示 [7:0]
0x5B 表示 [15:8]		 DDR Ecc Error 2 bits Counts：0
Aggregate DDR Ecc Error 1 bit Counts 0x5C-0x5D RO Aggregate DDR Ecc Error 1 bit Counts
数据类型：uint16_t
0x5C 表示 [7:0]
0x5D 表示 [15:8]		 Aggregate DDR Ecc Error 1 bit Counts：0
Aggregate DDR Ecc Error 2 bits Counts 0x5E-0x5F RO Aggregate DDR Ecc Error 2 bits Counts
数据类型：uint16_t
0x5E 表示 [7:0]
0x5F 表示 [15:8]		 Aggregate DDR Ecc Error 2 bits Counts：0
PCIe Error Counts 0x70-0x73 RO 数据类型：uint32_t
0x70 表示 [7:0]
0x71 表示 [15:8]
0x72 表示 [23:16]
0x73 表示 [31:24]		 PCIe Error Counts：0
Max PCIe Link Speed/Width 0x77 RO [2:0] - Link Speed0x0:unknown
0x1:2500MTPS PCIe Gen 1.0
0x2:5000MTPS PCIe Gen 2.0
0x3:8000MTPS PCIe Gen 3.0
0x4:16000MTPS PCIe Gen 4.0
0x5:32000MTPS PCIe Gen 5.0
[6:4] - Link Width0x0:unknown 0x1:x1 0x2:x2 0x3:x4 0x4:x8 0x5:x16 0x6:x32		 Max PCIe Link Speed/Width：PCIe Gen 3.0 x16
Current PCIe Link Speed/Width 0x78 RO 同上 Max PCIe Link Speed/Width S30: Current PCIe Link Speed/Width：PCIe Gen 3.0 x16
S40: Current PCIe Link Speed/Width：PCIe Gen 3.0 x4
Nncore Utilization 0x79 RO [7:0] Nncore Utilization
数据类型：uint8_t，例如0x10表示16%		 Nncore Utilization：0%
DDR Utilization 0x7A RO [7:0] DDR Utilization
数据类型：uint8_t		 DDR Utilization：4%
报错信息状态位 0x7D RO [7:1] Reserved [0] 标志位 0：正常 1：异常 报错信息状态位：0
板卡功耗 0x7B-0x7C RO 表示板卡功耗
数据类型：uint16_t
单位：W
0x7B 板卡功耗低 8 位
0x7C 板卡功耗高 8 位		 板卡功耗：38 W
芯片功耗 0x75 RO [7:0] 芯片功耗
数据类型：uint8_t
单位：W		 芯片功耗：2 W
芯片电压 0xCC-0xCD RO 表示芯片电压
数据类型：uint16_t
单位：mV
0xCC 电压低 8 位
0xCD 电压高 8 位		 芯片电压：980mV
内存电压 0xCC-0xCD RO 表示内存电压
数据类型：uint16_t
单位：mV
0xCC 电压低8位
0xCD 电压高8位		 内存电压：980mV
Product Name 0xCE-0xD8 RO 表示墨芯计算卡产品名，（“MOFFETT S30 或 MOFFETT S40” 字符对应的 ASCII 码）如下：
0xCE 表示字符 M 对应的 ASCII 码
0xCF 表示字符 O 对应的 ASCII 码
0xD0 表示字符 F 对应的 ASCII 码
0xD1 表示字符 F 对应的 ASCII 码
0xD2 表示字符 E 对应的 ASCII 码
0xD3 表示字符 T 对应的 ASCII 码
0xD4 表示字符 T 对应的 ASCII 码
0xD5 表示字符 空格 对应的 ASCII 码
0xD6 表示字符 S 对应的 ASCII 码
0xD7 表示字符 3 或 4 对应的 ASCII 码
0xD8 表示字符 0 对应的 ASCII 码		 S30 Product Name：MOFFETT S30
S40 Product Name：MOFFETT S40
System Bus ID 0xD9 RO [7:0] 表示 System Bus ID System Bus ID：0x04
Subsystem Vendor ID 0xDA-0xDB RO 表示 SVID: 0x1f36； 0xDA: 0x36 ；0xDB: 0x1f SVID: 0x1f36
Subsystem ID 0xDC-0xDD RO 表示 SSID: 0x7000 ；0xDC: 0x00； 0xDD: 0x70 SSID: 0x7000
Vendor ID 0xDE-0xDF RO 表示 VID: 0x1f36；0xDE: 0x36；0xDF: 0x1f VID: 0x1f36
Device ID 0xE0-0xE1 RO 表示 DID: 0x7040；0xE0: 0x40；0xE1: 0x70 S30: DID: 0x7030S40: DID: 0x7040
驱动版本 0xE2-0xE4 RO 0xE2 表示主版本号
0xE3 表示子版本号
0xE4 表示patch号，例如 v3.2.1		 驱动版本：3.3.1
固件版本 0xE5-0xE7 RO 0xE5 表示主版本号
0xE6 表示子版本号
0xE7 表示 patch 号，例如 v3.20.13		 固件版本：3.31.13
硬件版本 0xE8-0xE9 RO 0xE8 表示主版本号
0xE9 表示子版本号		 硬件版本：2.0
PN 0xEA-0xF3 RO 表示PN（“S40-02-A01”字符对应的 ASCII 码）
0xEA 表示字符 S 对应的 ASCII 码
0xEB 表示字符 4 对应的 ASCII 码
0xEC 表示字符 0 对应的 ASCII 码
0xED 表示字符 - 对应的 ASCII 码
0xEE 表示字符 0 对应的 ASCII 码
0xEF 表示字符 2 对应的 ASCII 码
0xF0 表示字符 - 对应的 ASCII 码
0xF1 表示字符 A 对应的 ASCII 码
0xF2 表示字符 0 对应的 ASCII 码
0xF3 表示字符 1 对应的 ASCII 码		 PN：S40-02-A01
SN 0xF4-0xFB RO 表示SN，详细说明见下方表格 SN：2023110400010
出厂时间 0xFC-0xFF RO 0xFC 表示年份高 2 位
0xFD 表示年份低 2 位
0xFE 表示月份
0xFF 表示日期		 出厂时间：20230212

下表以 SN 号 2023110400010 为例，详细讲述了 SN 号的相关信息：

图示 描述已自动生成

前置操作

注意：S40 板卡内置 4 颗墨芯 Antoum 芯片（也称设备，Device），S30 板卡内置 3 颗墨芯 Antoum 芯片，每次读取某个设备产品信息都需要先执行相应的前置操作后，才能读取到对应数据。

前置操作步骤

读取设备 1 前置操作：

  1. 0x3f 地址写入 0x01，配置设备 ID。

  2. 0x40 地址写入 0x01，配置读取操作。

  3. 0x45 地址写入 0xb9，配置读取长度。

  4. 0x46 地址写入 0x02，触发读取操作。

  5. polling 0x46 地址的 bit0， bit0=1 时表示 data 就绪。

  6. 0x46 地址写入 0x00。

读取设备 2 前置操作：

  1. 0x3f 地址写入 0x02，配置设备 ID。

  2. 0x40 地址写入 0x01，配置读取操作。

  3. 0x45 地址写入 0xb9，配置读取长度。

  4. 0x46 地址写入 0x02，触发读取操作。

  5. polling 0x46 地址的 bit0， bit0=1 时表示 data 就绪 。

  6. 0x46 地址写入 0x00。

读取设备 3 前置操作：

  1. 0x3f 地址写入 0x03，配置设备 ID。

  2. 0x40 地址写入 0x01，配置读取操作。

  3. 0x45 地址写入 0xb9，配置读取长度。

  4. 0x46 地址写入 0x02，触发读取操作。

  5. polling 0x46 地址的 bit0， bit0=1 时表示 data 就绪 。

  6. 0x46 地址写入 0x00。

读取设备 4 前置操作：

  1. 0x3f 地址写入 0x04，配置设备 ID。

  2. 0x40 地址写入 0x01，配置读取操作。

  3. 0x45 地址写入 0xb9，配置读取长度。

  4. 0x46 地址写入 0x02，触发读取操作。

  5. polling 0x46 地址的 bit0， bit0=1 时表示 data 就绪 。

  6. 0x46 地址写入 0x00。

其中，polling 0x46 地址伪代码如下所示：

//为了尽量减少等待时间，建议使用 retry 机制，10 毫秒 retry 一次，超时时间为 1000 毫秒。
//通过一次前置操作，可以读取多个寄存器的值。
int retry_count = 100;
 
int read_smbus_param (void)
{
    int flag = 0;
    int i;
 
    // 配置前置信息
    i2cset(0x3f, 0x01) //i2cset -y -f 0 0x58 0x3f 0x01  (指定获取GPU1)
    i2cset(0x40, 0x01) //i2cset -y -f 0 0x58 0x40 0x01  (读操作)
    i2cset(0x45, 0xB9) //i2cset -y -f 0 0x58 0x45 0xB9  (读取的长度)
    i2cset(0x46, 0x02) //i2cset -y -f 0 0x58 0x46 0x02  (触发读取操作)
 
    for(i=0; i<retry_count; i++) {
        flag = i2cget(0x46); //i2cget -y -f 0 0x58 0x46 (读0x46 的值)
        if(flag&0x01) // 判断bit0 是否为1
            break;
 
        usleep(10000); //sleep 10ms
    }
 
    if((flag&0x01) == 0)
        return -1; //timeout
 
    // read vendorid
    i2cget(0xde);
    i2cget(0xdf);
 
    // read others
    i2cget(0xxx);
 
    return 0;
}

前置操作示例

注意：执行下文命令需要 root 用户权限。

目前 MCU 没有自动获取 GPU 的数据，需要手动读取，读取方式如下：

说明：S30 的 MCU 设计为 GPU1，GPU2，GPU3，下文以 S30 为例，演示了读取设备信息的前置操作步骤。

  1. 手动加载 SMBus 驱动。

    $ modprobe i2c-i801

  2. 查看主板 I2C 端口详情。

    $ i2cdetect -l
i2c-3   i2c             i915 gmbus dpb                          I2C adapter
i2c-1   smbus           SMBus I801 adapter at f040              SMBus adapter
i2c-6   i2c             DPDDC-D                                 I2C adapter
i2c-4   i2c             i915 gmbus dpd                          I2C adapter
i2c-2   i2c             i915 gmbus dpc                          I2C adapter
i2c-0   i2c             Synopsys DesignWare I2C adapter         I2C adapter
i2c-5   i2c             DPDDC-C                                 I2C adapter

    从回显信息可知，i2c 端口 1 用于 SMBus。

  3. 执行以下命令，获取 GPU 数据。

    注意：下文中的 1 为用于 SMBus 通信的端口号，请根据实际情况进行调整。

    • 获取 GPU1 数据前置操作步骤：

      i2cset -y -f 1 0x58 0x3f 0x01 #指定获取 GPU1
i2cset -y -f 1 0x58 0x40 0x01 #读操作
i2cset -y -f 1 0x58 0x45 0xB9 #读取的长度
i2cset -y -f 1 0x58 0x46 0x02 #触发读取操作
polling 0x46地址的bit0， bit0=1时表示data就绪 
i2cset -y -f 1 0x58 0x46 0x00 #0x46 地址写入0x00

    • 获取 GPU2 数据前置操作步骤：

      i2cset -y -f 1 0x58 0x3f 0x02 #指定获取 GPU2
i2cset -y -f 1 0x58 0x40 0x01 #读操作
i2cset -y -f 1 0x58 0x45 0xB9 #读取的长度
i2cset -y -f 1 0x58 0x46 0x02 #触发读取操作
polling 0x46地址的bit0， bit0=1时表示data就绪 
i2cset -y -f 1 0x58 0x46 0x00 #0x46 地址写入0x00

    • 获取 GPU3 数据前置操作步骤：

      i2cset -y -f 1 0x58 0x3f 0x03 #指定获取 GPU3
i2cset -y -f 1 0x58 0x40 0x01 #读操作
i2cset -y -f 1 0x58 0x45 0xB9 #读取的长度
i2cset -y -f 1 0x58 0x46 0x02 #触发读取操作
polling 0x46地址的bit0， bit0=1时表示data就绪 
i2cset -y -f 1 0x58 0x46 0x00 #0x46 地址写入0x00

前置操作完成后即可读取对应寄存器，获取对应信息。

使用示例

下文介绍了通过 SMBus 获取墨芯 S30 计算卡上信息数据的步骤。具体步骤如下：

注意：执行下文命令需要 root 用户权限。

  1. 手动加载 SMBus 驱动。

    $ modprobe i2c-i801

  2. 查询主板 I2C 端口详情。

    $ i2cdetect -l
i2c-3   i2c             i915 gmbus dpb                          I2C adapter
i2c-1   smbus           SMBus I801 adapter at f040              SMBus adapter
i2c-6   i2c             DPDDC-D                                 I2C adapter
i2c-4   i2c             i915 gmbus dpd                          I2C adapter
i2c-2   i2c             i915 gmbus dpc                          I2C adapter
i2c-0   i2c             Synopsys DesignWare I2C adapter         I2C adapter
i2c-5   i2c             DPDDC-C                                 I2C adapter

  3. 查看 I2C 端口下挂载的设备：

       $ i2cdetect -y 1

    注意：参数 1 表示 i2c-1，请根据上一步骤中 SMBus 对应的 i2c 地址进行调整。

    预期结果：

    # 结果表示在 I2C 端口 1 下有识别到地址为 0x58 的设备，对应 MCU的地址
     0  1  2  3  4  5  6  7  8  9  a  b  c  d  e  f
00:          -- -- -- -- -- 08 -- -- -- -- -- -- --
10: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
20: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
30: 30 31 -- -- 34 35 36 -- -- -- -- -- -- -- -- --
40: -- -- -- -- 44 -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
50: 50 -- 52 -- -- -- -- -- 58 -- -- -- -- -- -- --
60: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- 6c -- -- --
70: -- -- -- -- -- -- -- --

  4. 读取设备信息。

       #i2cget –y –f 端口号 设备地址 寄存器地址
   i2cget -y -f 1 0x58 0x01

    预期结果：

    0x00