近年因人工智慧、機器學習和深度學習等高算力應用需求帶動AI/ML伺服器及儲存伺服器等製造商的快速發展，高算力所產生的資料流（data streaming）傳輸會佔用大量的介面傳輸頻寬。針對AI/ML伺服器為使其達到最佳使用效率，工程師在設計具有算力加速卡的系統架構時除了考慮需要擴展的PCIe^®裝置數量外，亦須思考如何讓資料流傳輸更有效率及降低其延遲（latency）。

伺服器進行遠端管理對企業來說相當重要，在常見的伺服器架構中會放置Board Management Controller（BMC）電路。當系統發生非預期的失效時，工程師則可透過遠端網路連線至BMC對系統進行管理及修復。

Microchip Switchtec^™ Switches提供了兩種硬體管理介面，讓架構師或工程師在規劃系統架構時，具有相當大的設計彈性。

一、 In-band：PCIe, NVMe-MI

二、 Out-of-band（OOB）：TWI（Two-Wire Interface），UART，Ethernet

Microchip DCS技術支援工程師與客戶協同開發的過程通常都會建議客戶除了in-band外，至少將Switchtec TWI連接至BMC I²C。當硬體介面建立後，工程師就可以將Switchtec-user utility安裝於BMC的Linux^®作業系統中。

Switchtec-user utility為開源軟體（open source），並存放於GitHub平台。雖然是開源軟體，但Microchip DCS應用工程團隊仍會針對非RC版本在驗證板 （evaluation board）上進行測試，以確保所有的Switchtec Switches能夠正確地被識別。如此，不僅讓客戶能保有自行修改程式的彈性，針對Release版本具有相當的可信度。

Switchtec Switches提供多種用於管理PCIe Switches的連接管道。此PCIe Switches的架構包括一個名稱為Global Address Space（GAS）的統一實體（圖一），用於執行對PCIe Switches USP和DSP的PCIe配置暫存器（PCIe configuration space）的讀取和寫入作業。

透過此架構，無論連接類型是In-band或是Out-of-band，都為使用者提供了與裝置管理功能進行通訊的通用方式。同時，Switchtec Switches提供精細的安全框架，以基於每個連接類型限制對PCIe Switches管理功能的訪問，而實現靈活的安全方案。

●Switchtec-kernel係將軟體應用層及Switchtec硬體連結。

註：Switchtec技術在Linux OS中使用的是in-box driver，而與Switchtec-kernel無關。

●Switchtec-user為Switchtec Switches的管理指令集。

以下筆者將透過PCIe in-band的方式對Switchtec PCIe Gen5 Switches查看韌體（Firmware）版本及PCIe Switches的溫度，展示如何透過Switchtec-user對PCIe Switches進行訪問操作

1.使用者須先透過Microchip專屬的ChipLink^™應用程式開啟PCIe Switches的Management EP功能。

2.透過PCIe in-band方式對Switchtec Switches進行管理

在Linux中輸入lspci命令查看Switchtec Switches，此時可以發現PCIe bus列出一個名為”Memory controller: PMC-Sierra Inc. Device 5000”的裝置（圖四）。

3.使用者在Linux中將Switchtec-kernel安裝成功後，查看/dev目錄下會掛載一個名稱為switchtec0的裝置。

4.切換至/switchtec-usr目錄下，使用root權限輸入./switchtec list查看所有在板上且有開啟Management EP的Switchtec PCIe Switches（圖六）。

5.讓我們來讀取PCIe Switches的die溫度（die temperature)，使用者可使用 ./switchtec temp命令進行操作（圖七）。

但此時卻發現無法正確被執行。為什麼呢？原來是因為系統有可能會設計多個PCIe Switches在板上。因此，每一個PCIe Switch都會被掛載為一個裝置，所以使用者要記得加上裝置的路徑。若忘記也別擔心，Microchip Switchtec-user會提示正確的語法及其他相關的功能參數。

現在，我們依照語法建議修正為 ./switchtec temp /dev/switchtec0 即可得到正確的die溫度資訊（圖八）。

6.接下來，我們再利用一個簡單的語法查看目前PCIe Switches的韌體（firmware）版本（圖九），使用者只要輸入 ./switchtec fw-info /dev/switchtec0。

者用以上兩個非常簡單且實用的命令快速地讓讀者了解如何在Linux系統中操作Switchtec-user, 當然，Switchtec-user的功能絕不僅於此，使用者可以使用 ./switchtec /help 查看所有可以使用的命令（圖十），有經驗的使用者可以發現Switchtec-user就像是一個文字介面版本的ChipLink吧！

使用者在將Switchtec-kernel及Switchtec-user嵌入至BMC前，可以PCIe in-band方式或是透過外部USB-to-TWI/I2C Master方式（USB-to-UART/I2C控制器可參考Microchip MCP2221A與Switchtec Switches進行連線並）使用Switchtec-user utility進行前期驗證。以下示意使用外部I2C TWI/ Master控制器對Switchtec-user utility的連接方式（圖十一），以及需備妥的軟硬體項目。

●安裝Linux的主機系統（Host）

●TWI/I2C Master控制板

●具有Switchtec Switches的硬體電路板

那使用者要怎麼應用於BMC的連接呢? 下圖紫色虛線區塊就是由BMC控制器代替的部分（圖十二），最終使用者只需要將BMC I²C連接到Switchtec Switches的TWI0（預設）即可。

礙於篇幅，筆者無法將Switchtec-user所有強大的功能詳細地向讀者們詳述，若尚未使用Switchtec Switches的讀者也可訪問以下Microchip產品網頁或掃瞄QR碼，或直接洽詢您的Microchip業務窗口，以獲得您系統需求的最佳解決方案。

https://www.microchip.com/en-us/solutions/data-centers-and-computing/data-center-solutions

本文作者為：Microchip主任應用工程師 徐愷駿