CMIS — общий интерфейс управления

CMIS, Common Management Interface Specification, — модель управления для всех новых высокоскоростных форм-факторов: QSFP-DD, OSFP, OSFP-XD, QSFP112, SFP-DD и SFP112 (как SFP+ с CMIS), DSFP, COBO и CMIS-совместимых QSFP. Она началась в QSFP-DD MSA (CMIS 3.0, 2018), была принята группами OSFP и COBO, а с версии 5.0 (2021) сопровождается в OIF. По сравнению с SFF-8636 это не карта памяти побольше, а другая модель: банки страниц до 32 каналов, явные конечные автоматы модуля и каждого тракта данных, применения вместо битовых полей соответствия, универсальная диагностика (VDM) и командный канал (CDB) для прошивки и расширенных функций. Байт версии и история: Ревизии спецификаций.

Модель памяти

Банк адресует 8 каналов: банк 0 — каналы 1–8, банк 1 — 9–16 и т. д.; сколько реализовано — объявлено на странице 01h. Модули только со страницей 00h выставляют бит плоской памяти (байт 2 бит 7). Шина: один адрес A0h, до 400 кГц, ModSelL на слот — двухпроводной интерфейс.

Нижняя страница — байты, которыми живёт хост

Конечный автомат модуля

Reset ──► MgmtInit ──► ModuleLowPwr ──► ModulePwrUp ──► ModuleReady
                            ▲                              │
                            └──────── ModulePwrDn ◄────────┘
                  (ModuleFault из любого состояния при фатальной ошибке)

• MgmtInit — модуль загружает контроллер; идентификация ещё не читается (до 2 с по аппаратным спецификациям).
• ModuleLowPwr — идентификация, объявления и пороги читаются; мощность ограничена классом 1; здесь хост валидирует модуль.
• ModulePwrUp → ModuleReady — хост снимает пин LPMode (или сбрасывает LowPwrRequestSW), модуль запитывает оптику; теперь можно инициализировать тракты.
• ModulePwrDn — обратный путь при выставлении LPMode.

Модуль, который никогда не выходит из LowPwr, — классический тикет CMIS: Проблемы CMIS, Питание и тепло.

Применения и тракт данных

Вместо битов соответствия CMIS-модуль объявляет применения — пары «электрический интерфейс хоста + медиа-интерфейс» с числом каналов:

Хост выбирает применение для каждого канала, записывая AppSel (биты 7–4), DataPathID (биты 3–1) и бит явного управления в Staged Control Set 0 (страница 10h байты 145–152), затем выставляет ApplyDPInit (страница 10h байт 143). Модуль отвечает в ConfigStatus (страница 11h байты 202–205: принято, отвергнуто, неверный AppSel, недопустимая комбинация каналов…) и копирует принятые значения в Active Control Set (страница 11h 206–221). Далее каждый тракт идёт по своему автомату:

DPDeactivated ──► DPInit ──► DPInitialized ──► DPTxTurnOn ──► DPActivated
       ▲                                                          │
       └────────── DPDeinit ◄───────── DPTxTurnOff ◄──────────────┘

Состояния отдаются по каналам в байтах 128–131 страницы 11h (по нибблу на канал), а максимальные длительности каждого шага объявлены на странице 01h, чтобы хост знал, сколько ждать. Tx disable по каналам — байт 130 страницы 10h. Breakout, которого модуль не перечислил как применение, просто недоступен — Скорость и режимы.

Мониторинг: флаги, мониторы, VDM

• Мониторы модуля (нижняя страница 14–25) и мониторы каналов (страница 11h: мощность Tx 154–169, ток Tx 170–185, мощность Rx 186–201, по 2 байта на канал) используют те же 16-битные форматы, что SFP/QSFP (единицы).
• Пороги — на странице 02h; флаги защёлкиваются и сбрасываются чтением, с масками на каждый; IntL сигнализирует о любом незамаскированном флаге.
• VDM (страницы 20h–2Fh) добавляет наблюдаемые, которых у старых спецификаций не было: BER до FEC, неисправимые кадры FEC, SNR по каналам, температура и возраст лазера, eSNR, параметры переходов уровней PAM4 — каждая со своим дескриптором, порогами и флагами. Так модуль 400G сообщает о качестве линка до того, как ошибки дойдут до хоста (Мониторинг).

CDB — Command Data Block

Страница 9Fh — почтовый ящик: хост пишет ID команды (байты 128–129), длины нагрузки (130–132), контрольную сумму (133) и до 120 байт локальной нагрузки (136–255), при необходимости больше — в страницах EPL A0h–AFh; модуль исполняет и отчитывается в байтах статуса 37–38 и ответной нагрузке. Стандартные команды:

Через CDB вендорские утилиты обновляют прошивку модулей в поле, а некоторые вендоры реализуют конфигурацию и разблокировку. Поддержка и возможности объявлены на странице 01h.

Контрольные суммы и пароли

Байт 222 страницы 00h — сумма байтов 128–221; страницы 01h, 02h и 04h несут контрольную сумму страницы в байте 255 (Контрольные суммы). Пароли (122–125) и вендорские схемы разблокировки лежат вне спецификации — Перекодировка EEPROM.

Поддержка хостами

Сетевые ОС реализуют CMIS 4.0 и 5.x с разной глубиной: одни ведут полный цикл применение/тракт, другие снимают LPMode и ждут, что модуль поднимется сам. За этой разницей стоит большинство тикетов «опознан, но не готов» — Проблемы CMIS, Что делает хост.

В CodingBox

CodingBox определяет CMIS по идентификатору и байту ревизии, читает нижнюю память, страницы 00h, 01h, 02h и банковые страницы каналов, декодирует дескрипторы применений по SFF-8024, показывает состояния модуля и трактов и поканальные мониторы на DDM, правит идентификацию с пересчётом контрольных сумм страниц в редакторе EEPROM. Операции с прошивкой через CDB вендорские и лежат вне области редактора.

Таблицы уровня регистров: Карта нижней страницы, Карта верхних страниц 00h/01h/02h, Карта канальных страниц 10h/11h, VDM, CDB.