Interface deux fils : adresses, pages, banques et temporisation

Chaque module enfichable est géré sur les deux mêmes fils — une horloge série et une ligne de données série — via le protocole I²C que les spécifications appellent l’interface à deux fils (TWI). Ce qui diffère entre les modules SFP, QSFP, XFP et CMIS, c’est la façon dont l’espace d’adressage est organisé par-dessus : dispositifs séparés, mémoire paginée, ou banques de pages. Ce contenu est la vue au niveau protocole sur laquelle s’appuient les programmateurs, les hôtes et CodingBox.

Couche physique

Deux lignes à drain ouvert, SCL et SDA, tirées au niveau haut côté hôte ; logique 3,3 V.
Le module est toujours esclave ; l’hôte (ou le programmateur) est le maître et génère l’horloge.
Les modules peuvent étirer l’horloge (maintenir SCL bas) pendant qu’un microcontrôleur récupère des données — les spécifications autorisent jusqu’à 500 µs.
La présence et la sélection sont des broches séparées, pas des transactions de bus : MOD_ABS (SFP), ModPrsL et ModSelL (classe QSFP et CMIS). ModSelL permet à plusieurs modules de partager un même bus ; le SFP n’a pas de broche de sélection, donc les hôtes donnent à chaque cage son propre bus ou un multiplexeur.

Espace d’adressage par spécification

Famille	Adresses de dispositif (écriture 8 bits / 7 bits)	Organisation	Sélection de page
SFP, SFP+, SFP28 (SFF-8472)	identité A0h / 50h, diagnostics A2h / 51h	A0h : 256 octets plats ; A2h : 128 plats + moitié supérieure paginée facultative	octet 127 de A2h, si le bit 4 de l’octet 64 de A0h est positionné
XFP (INF-8077i)	A0h	128 plats + « tables » supérieures paginées	octet 127
QSFP+, QSFP28 (SFF-8636)	A0h	128 plats + 128 supérieurs paginés	octet 127
QSFP-DD, OSFP, SFP-DD… (CMIS)	A0h	128 plats + banques × pages de 128 supérieurs	octet 126 banque, octet 127 page

Un SFP a donc besoin de deux adresses de dispositif et d’aucune pagination pour l’essentiel ; tout ce qui vient après le XFP utilise une seule adresse et la pagination. Certains SFP anciens positionnent le bit 2 de l’octet 92 de A0h (« changement d’adresse requis ») et nécessitent une séquence fournisseur avant que A2h ne réponde.

Transactions

Opération	Séquence	Remarques
Lecture aléatoire	START · adresse dispositif+W · décalage d’octet · START · adresse dispositif+R · données… · STOP	la lecture courante ; le décalage s’incrémente automatiquement
Lecture séquentielle	poursuite de l’horloge après le premier octet	boucle de 255 → 0 dans la vue courante du dispositif/de la page
Lecture à l’adresse courante	START · adresse dispositif+R · données	reprend au dernier décalage — fragile si un autre maître est intervenu
Écriture d’octet	START · addr+W · décalage · données · STOP	puis attendre t_WR
Écriture de page	START · addr+W · décalage · données × n · STOP	limitée par le dispositif mémoire (typiquement 4–16 octets) et ne doit pas franchir sa frontière de page interne
Interrogation d’acquittement	émettre START + addr+W jusqu’à ce que le module envoie un ACK	le moyen le plus rapide de savoir qu’un cycle d’écriture est terminé

Lire une page supérieure est toujours deux transactions : écrire l’octet de sélection de page (127, et 126 pour les banques CMIS), puis lire 128–255. La sélection persiste jusqu’à modification, ce qui explique qu’une sélection de page obsolète soit une cause classique de lectures au « mauvais contenu ».

Vitesse

Spécification	Horloge
SFF-8472 (SFP)	base 100 kHz ; certains modules tolèrent 400 kHz
INF-8077i (XFP)	100 kHz
SFF-8636 rev 2.x (QSFP)	jusqu’à 400 kHz
Spécifications matérielles CMIS / QSFP-DD / OSFP	jusqu’à 400 kHz

Une vitesse plus lente est toujours autorisée. Pour les écritures, la plupart des programmateurs descendent bien en dessous de l’horloge nominale — jusque dans les kilohertz bas — car les cycles d’écriture EEPROM et les modules à microcontrôleur sont bien plus sensibles à la temporisation que les lectures.

Temporisations importantes

Paramètre	Limite typique	Signification
t_init (SFP)	300 ms	de la mise sous tension / négation de TX_DISABLE jusqu’à ce que le module soit pleinement opérationnel et que le bus réponde
t_init (QSFP)	2 s	jusqu’à ce que l’initialisation se termine et que Data_Not_Ready s’efface
MgmtInit (CMIS)	≤ 2 s selon les spécifications matérielles	jusqu’à ce que le module quitte MgmtInit et que l’identité soit valide
t_WR	40 ms	cycle d’écriture maximal pour une écriture d’octet ou séquentielle ; interroger l’ACK ou attendre
t_clock_hold	500 µs	étirement d’horloge maximal par le module
ton_IntL	200 ms	de l’événement d’indicateur à l’activation d’IntL
Données prêtes	bit 0 de l’octet 110 (SFP), bit 0 de l’octet 2 (QSFP)	ne pas se fier aux moniteurs tant que positionné

Pièges et corrections

Symptôme	Cause protocolaire	Correction
Tout à FFh	pas d’ACK — mauvaise adresse de dispositif, page non mise en œuvre, module absent	vérifier A0h contre A2h, les bits de page, l’insertion
Mauvais contenu	sélection de page/banque obsolète	écrire 127 (et 126) avant chaque accès à une page supérieure
Octets corrompus	horloge trop rapide, câbles longs, conflit avec un hôte qui interroge le DDM	ralentir, câble court, lire sur banc plutôt que dans un commutateur en production
L’écriture « réussit », relit l’ancienne valeur	écriture trop rapide, t_WR ignoré, franchissement d’une frontière d’écriture de page	écritures d’octet ou petits blocs avec attentes ; interrogation d’ACK
Bus bloqué, SCL ou SDA maintenu bas	transaction interrompue	générer neuf impulsions SCL, puis STOP ; réinitialiser l’alimentation du module
Fonctionne dans le commutateur, mort sur le programmateur	le module attend LPMode relâché ou une broche de sélection	respecter ModSelL/LPMode ; laisser le temps t_init

Les diagnostics correspondants côté banc sont réunis dans Erreurs de lecture et d’écriture EEPROM ; les mécanismes de protection qui se superposent au bus (mots de passe, WP matérielle, commandes de sauvegarde) figurent dans Types de protection en écriture.

Lecture dans un système en production

Un hôte interroge le DDM toutes les quelques secondes et réagit aux indicateurs ; un second maître sur le même bus (une pince de programmateur, un outil in-band) provoque des collisions, des écritures mal adressées et, au pire, un module briqué par une écriture de page tombant sur le mauvais décalage. Lisez en place si nécessaire ; écrivez sur le banc.

Dans CodingBox

CodingBox gère automatiquement le modèle d’adressage selon le facteur de forme — A0h/A2h pour le SFP, pagination pour le QSFP et le XFP, banque + page pour CMIS —, vous permet de régler la vitesse de bus et la temporisation d’écriture par profil de programmateur, et vérifie chaque écriture par relecture (Écrire un module).

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