CMIS — gestão comum

CMIS, a Common Management Interface Specification, é o modelo de gestão de todos os novos fatores de forma de alta velocidade: QSFP-DD, OSFP, OSFP-XD, QSFP112, SFP-DD e SFP112 (como SFP+ com CMIS), DSFP, COBO e QSFP compatível com CMIS. Começou no MSA do QSFP-DD (CMIS 3.0, 2018), foi adotado pelos grupos OSFP e COBO e, desde a versão 5.0 (2021), é mantido pela OIF. Comparado ao SFF-8636, não é um mapa de memória maior, e sim um modelo diferente: páginas em bancos para até 32 lanes, máquinas de estado explícitas para o módulo e para cada caminho de dados, aplicações em vez de campos de bits de conformidade, diagnósticos versáteis (VDM) e um canal de comandos (CDB) para firmware e funções estendidas. Byte de versão e histórico: Revisões da especificação.

Modelo de memória

Um banco endereça 8 lanes: o banco 0 cobre as lanes 1–8, o banco 1 as lanes 9–16 e assim por diante; quantos estão implementados é informado na página 01h. Módulos com apenas a página 00h ativam o bit de memória plana (byte 2, bit 7). Barramento: endereço único A0h, até 400 kHz, ModSelL por slot — interface de dois fios.

Página inferior — os bytes com os quais o host trabalha

Máquina de estados do módulo

Reset ──► MgmtInit ──► ModuleLowPwr ──► ModulePwrUp ──► ModuleReady
                            ▲                              │
                            └──────── ModulePwrDn ◄────────┘
                       (ModuleFault from any state on a fatal error)

• MgmtInit — o módulo inicializa seu controlador; a identidade ainda não pode ser lida (até 2 s conforme as especificações de hardware).
• ModuleLowPwr — identidade, anúncio e limiares ficam legíveis; a potência é limitada à classe 1; é aqui que o host valida o módulo.
• ModulePwrUp → ModuleReady — o host desativa o pino LPMode (ou limpa LowPwrRequestSW) e o módulo energiza sua óptica; os caminhos de dados já podem ser inicializados.
• ModulePwrDn — o inverso, ao ativar o LPMode.

Um módulo que nunca sai do LowPwr é o chamado clássico do CMIS: Problemas do CMIS, Energia e térmica.

Aplicações e o caminho de dados

Em vez de bits de conformidade, um módulo CMIS anuncia aplicações: pares de interface elétrica de host e interface de mídia, com número de lanes:

O host escolhe uma aplicação por lane gravando AppSel (bits 7–4), um DataPathID (bits 3–1) e o bit de controle explícito no Staged Control Set 0 (página 10h, bytes 145–152), e então ativa ApplyDPInit (página 10h, byte 143). O módulo responde em ConfigStatus (página 11h, bytes 202–205: aceito, rejeitado, AppSel inválido, combinação de lanes inválida…) e copia os valores aceitos no Active Control Set (página 11h, 206–221). Cada caminho de dados percorre então sua própria máquina de estados:

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

Os estados são reportados por lane na página 11h, bytes 128–131 (um nibble por lane), e as durações máximas de cada etapa são anunciadas na página 01h para que o host saiba quanto tempo esperar. A desabilitação do Tx por lane está na página 10h, byte 130. Um breakout que o módulo não lista como aplicação simplesmente não está disponível — Velocidade e taxa.

Monitoramento: flags, monitores, VDM

• Os monitores do módulo (página inferior 14–25) e os monitores de lane (página 11h: potência Tx 154–169, polarização Tx 170–185, potência Rx 186–201, 2 bytes por lane) usam os mesmos formatos de 16 bits que SFP/QSFP (unidades).
• Os limiares estão na página 02h; as flags ficam retidas e são limpas na leitura, com máscaras por flag; IntL sinaliza qualquer flag não mascarada.
• VDM (páginas 20h–2Fh) acrescenta observáveis que as especificações antigas nunca tiveram: BER pré-FEC, quadros FEC não corrigíveis, SNR por lane, temperatura e idade do laser, eSNR, parâmetros de transição de nível PAM4 — cada um com seu próprio descritor, limiares e flags. É assim que um módulo de 400G reporta a qualidade do enlace antes de os erros chegarem ao host (Monitoramento).

CDB — bloco de dados de comando

A página 9Fh é uma caixa de mensagens: o host grava um ID de comando (bytes 128–129), comprimentos de payload (130–132), uma soma de verificação (133) e até 120 bytes de payload local (136–255), opcionalmente mais nas páginas EPL A0h–AFh; o módulo executa e reporta nos bytes de status 37–38 e em um payload de resposta. Os comandos padrão incluem:

É por meio do CDB que as ferramentas do fabricante atualizam o firmware do módulo em campo e que alguns fabricantes implementam funções de configuração e desbloqueio. O suporte e os recursos são anunciados na página 01h.

Somas de verificação e senhas

O byte 222 da página 00h calcula a soma de verificação dos bytes 128–221; as páginas 01h, 02h e 04h trazem uma soma de verificação de página no byte 255 (Somas de verificação). As senhas (122–125) e os esquemas de desbloqueio do fabricante ficam fora da especificação — Recodificação de EEPROM.

Suporte do host

Os sistemas operacionais de rede implementam o CMIS 4.0 e 5.x com profundidade variável: alguns conduzem todo o fluxo de aplicação/caminho de dados, outros liberam o LPMode e esperam que o módulo suba sozinho. Essa diferença está por trás da maioria dos chamados de “reconhecido, mas nunca pronto” — Problemas do CMIS, O que o host faz.

No CodingBox

O CodingBox detecta o CMIS pelo identificador e pelo byte de revisão, lê a memória inferior, as páginas 00h, 01h, 02h e as páginas de lane em bancos, decodifica os descritores de aplicação em relação ao SFF-8024, mostra os estados do módulo e do caminho de dados e os monitores por lane no DDM, e edita a identidade recalculando as somas de verificação de página no EEPROM editor. As operações de firmware via CDB são específicas do fabricante e ficam fora do escopo do editor.

Tabelas em nível de registro: Mapa da página inferior, Mapa das páginas superiores 00h/01h/02h, Mapa das páginas de lane 10h/11h, VDM, CDB.