保留AST1700特色、納入FPGA，信驊搶先展示下一代I/O擴展晶片

雲端資料中心與邊緣運算的應用日益普及，促使伺服器相關設備的遠端系統管理需求大增，這些硬體裝置搭配的基板管理控制器（BMC）晶片，角色越來越吃重，而在這個產品技術領域具有龐大市占的信驊科技（Aspeed），去年6月舉行的台北國際電腦展期間，他們發表第8代BMC晶片AST2700系列，以及I/O擴展晶片AST1700。

相隔一年後的此刻，他們宣布AST2700系列將於今年第四季量產，並搶先展示下一代I/O擴展晶片AST1800的架構，預告兩年後（2027）就緒，進入量產供貨階段。

延續AST1700支援LTPI介面的1Gb/s高頻寬特色，信驊科技在今年Computex展出內建FPGA晶片的新款I/O擴展晶片AST1800、搭載AST1800的驗證板，以及FPGA開發工具，關於上市時間，信驊科技雲端產品業務處業務副總經理關超成預告，這款產品將於2027年量產供貨。

信驊設計的系統管理與安全晶片，已廣泛運用於多種資料中心硬體設備，在今年Computex現場展區，特別針對前幾年發表的BMC晶片AST2600系列與PFR晶片AST1060，列出多種實際採用的產品類型，涵蓋伺服器主機板、電源機架模組（Power Shelf）的電源管理控制器（PMC）、智慧型網路卡（SmartNIC）、運算節點、資料中心安全控制模組（DC-SCM）、冷卻液分配裝置（CDU），信驊科技業務資深經理徐源煌向參展者一一介紹這些應用方式。

整合eFPGA，支援M-PESTI與eSPI介面

AST1800的設計是站在AST1700的基礎之上，能夠繼續提供高效能的I/O模組，透過LTPI介面的支援，提供1Gb/s的訊號處理頻寬，廣泛因應各種I/O與資料傳輸需求，能夠適合採用高密度部署的伺服器環境，而且同樣能整合AST2700系列。兩款I/O擴展晶片最顯著的差異，在於：AST1800額外導入了嵌入式FPGA（Embedded FPGA，eFPGA）架構，可藉此提供用戶能夠自行定義的各種邏輯功能，像是GPIO的控制與通訊協定的轉換，以便擴充系統設計的彈性，除此之外，這顆eFPGA晶片也配備兩種介面的匯流排，一種是開放運算計畫（OCP）訂定的模組化—周邊側頻隧道傳輸介面（Modular-Peripheral Sideband Tunneling Interface，M-PESTI），另一種是強化序列周邊介面（Enhanced Serial Peripheral Interface，eSPI），而且有了FPGA之後，信驊也針對邏輯合成、程式除錯、邏輯分析應用需求，為這款I/O擴展晶片提供廣泛的工具，促進軟硬體開發流程的最佳化。

所謂的M-PESTI，是一種簡單的半雙工通訊協定，實作在低成本的微控制器（MCU）或複合可程式邏輯裝置（CPLD），主要用於模組化硬體系統（DC-MHS）平臺各種元件之間，促成基本的電子層級與協定層級相容性，許多伴隨DC-MHS使用的規格，需要在主機處理器模組（HPM）的I/O與電源連接器，進行相關的實作。OCP目前已發布這方面的文件，訂定在相同信號之上進行M-PESTI initiator與M-PESTI target的雙向溝通方式。

eSPI是用於個人端裝置與伺服器的介面，同於既有的低接腳數（Low Pin Count，LPC）介面，均是嵌入式控制器（Embedded Controller，EC）、基板控制器、Super I/O（SIO）連接晶片組必經的匯流排介面，但eSPI可以突破LPC本身受到的限制，它會再次使用序列周邊介面（SPI）關於時間計算與電子層面的規格，但搭配不同協定，以因應各種需求。

節省主板空間，直接提供邏輯控制能力

為何要針對BMC開發整合eFPGA的I/O擴展晶片？信驊科技雲端產品業務處業務副總經理關超成表示，AST1700推出之後，可透過OCP定義的LTPI介面，將小卡處理的訊號傳到主板進行管理，I/O擴展晶片的需求被滿足了，但客戶反映此時還需要搭配CPLD，以便管理整個硬體系統的開機時序（Power Sequence），所以，I/O擴展模組要額外搭配FPGA晶片。

在台北國際電腦展的現場當中，信驊表示，AST1800是第一顆跨出BMC領域延伸到FPGA的下一代概念驗證IC晶片。因為現在客戶的實作上，用AST2700搭配AST1700時，還需要一顆負責系統開機時序的FPGA去控制相關的行動，在這樣的搭配之下，效能較好、價格也便宜，但仍占用HPM主板空間，信驊科技業務經理李洋承強調，AST1800本身納入FPGA之後，可進一步節省空間，而這是信驊向客戶推廣AST2700搭配AST1700的過程中，從客戶端收到的需求，希望他們能幫忙解決這個問題，現在他們也確實建立了這樣的晶片。

即將推出的AST1800能提供哪些好處？首先，用戶可繼續保有AST1700的好處，包含容易使用的LTPI控制器，獲得更好的效能，並且支援經由多種信號管道進行的管理傳輸協定（MCTP），像是內部整合電路（Inter-Integrated Circuit，I2C）／ 改良版內部整合電路（Improved Inter-Integrated Circuit，I3C）、類比轉數位轉換器（ADC）、可控制風扇轉速的脈衝寬度調變（PWM）、風扇轉速回報信號（TACH）、通用非同步收發傳輸器（UART）。

同時，AST1800作為BMC的I/O擴展晶片，可以更方便使用，讓AST1700特色能繼續延續到這顆晶片，客戶能在不需要開發與執行特製程式碼的狀況之下，全部交由AST2700控制，只要將AST1700接上AST2700就能夠連通，把AST2700的訊號全部擴展到主板。

第二，AST1800內建的Embedded FPGA晶片，具有16,384（16K）張查詢表（LUTs）的可程式化運算能力，因此，只需一顆I/O擴展晶片，即可提供彈性的應用方式，做到多種邏輯控制，像是滿足上述客戶向信驊提出的開機時序管理需求，而不需再添加CPLD、找軟體開發商，此外，還能透過eFPGA支援OCP定義的M-PEPSTI initiator，以便存取其他裝置，以及eSPI Slave，而能與處理器溝通。

基於這些可程式化的功能擴充特性，信驊可提供整合的方案，而且能就近服務位於臺灣的客戶——由於全球電腦與伺服器的相關設計，有高達9成在臺灣進行，信驊可以提供更好的技術與工程支援，發揮長期致力於BMC所累積的發展優勢。

為了後續能驗證與協助開發更多功能，信驊也首度公開展出搭配AST2700的驗證板（Evaluation Board，EVB），以及對應的FPGA開發工具。

根據台北國際電腦展現場展示影片的解說，EVB本身設置AST1800晶片，以及FPGA展示區域、LTPI展示區域，可用於設計與測試自定的系統開機時序、OCP的M-PEPSTI initiator，以及即時I/O存取動作。

第三，信驊提供的FPGA開發工具AST1800 Tools，則是用來發揮FPGA可程式化特性的軟體，主打三大功能：邏輯的合成、置放與路由，以及程式的撰寫、邏輯的分析，研發人員可透過這套工具，將範例程式碼寫入AST1800，接著可輸入簡單的信號，控制輸出的資訊，雖然這類簡單功能用微控制器（MCU）就能做到，但信驊想藉此證明AST1800整合FPGA之後，可支援相關的應用需求。

為了避免EVB的現場控制因故出現突發故障狀況，他們也在Computex展區循環播放一段預錄影片，向所有參觀者呈現即時的電子訊號波形擷取（Waveform Capture）。

至於AST1800預定的量產時間為何訂在2027年，關超成說，原因是FPGA的使用需要很長的軟體開發時間，信驊會在產品量產之前，持續與鎖定的一些客戶合作，促使整個軟體解決方案能夠變得更完整，再一起供應市場。

這個時程規畫的理由，李洋承提出進一步解釋。他說，因為信驊本身是專精ASIC的廠商，在FPGA是後進者，面對這方面的專門技術與技能需求，必定有許多不足之處，透過兩年的時間，從市場、客戶端收集更多的資訊，吸收相關的經驗與教訓，了解客戶想要的功能，將這些解決方案加入AST1800，進而提升產品的附加價值，使客戶更願意採用，而這些也是他們今年展出AST1800最重要的幾個目的：向市場宣告、從客戶端收取資訊、自我改進，最終提供能解決客戶問題、讓客戶滿意的產品。

延伸閱讀：系統開機時序為何需要FPGA晶片幫忙控制？

AST1800最大賣點是整合eFPGA，信驊強調能以此支援系統開機時序的管理，但為何這與BMC的應用有關？信驊科技業務經理李洋承解釋，伺服器的開機時序其實是一門博大精深的學問。

不論個人電腦或伺服器，當我們按下電源鍵後，各種軟硬體元件的啟動需要經歷一定的步驟。以BMC為例，每一個晶片裡面有兩顆晶粒，各自啟動的順序不同，例如，先針對3.3伏特的元件供電，接著對1.8伏特的元件通電，後續再啟動其他元件……，相關時序邏輯需要透過FPGA控制，也是控制I/O、把整個系統啟動的重要推手，相較之下，CPU的開機時序更多。

除此之外，BMC與CPU要溝通，兩者之間也有啟動的先後順序：BMC要先啟動，使eSPI處於就緒狀態，接著CPU啟動、讀取BMC，之後才能繼續進行CPU啟動的流程。

而且，當伺服器搭配AST1700這類新推出的I/O擴展晶片，由於AST1700本身可能不容易做成客戶想要的開機時序，就算能設計出這樣的機制，可能僅只適合搭配目前推出的英特爾或AMD處理器平臺，伺服器若是採用英特爾或AMD下一代處理器平臺，I/O擴展晶片可能就不支援，現在有了整合FPGA晶片的AST1800，本身內建676個針腳，而當中有408個I/O針腳是FPGA專屬的，這些都是能用於可程式化的功能設計，做成客戶想要的樣子，在此之前，信驊會先到客戶端去蒐集他們想要的功能，再將這些做得更好。