PMBus 指令解析：CLEAR_FAULTS (03h) 清除故障、釋放 SMBALERT# 與重新開機

綱要介紹

電源模組（CRPS、POL 等）發生異常時，例如過壓 OVP、過流 OCP、過溫 OTP，韌體會把對應的狀態位元**鎖存（Latch）**在 STATUS_WORD 與各個 STATUS_xxx 中，同時拉低 SMBALERT# 通知 Host。

CLEAR_FAULTS 的作用：

清除狀態：把所有 STATUS_xxx 中的故障與警告位元清為 0。
釋放告警中斷：放開 SMBALERT#，讓外部上拉電阻把訊號拉回高電位。

通訊協定格式：Send Byte

CLEAR_FAULTS 使用 SMBus 的 Send Byte 協定，只有命令碼，沒有任何資料位元組。依系統是否啟用 PEC（Packet Error Checking），分成兩種格式。

1. 未啟用 PEC

┌───┬──────────────┬───┬──────────┬───┬───┐
│ S │ Slave Addr+W │ A │ Cmd: 03h │ A │ P │
└───┴──────────────┴───┴──────────┴───┴───┘

資料長度：2 Bytes（位址 + 命令碼）
流程：
1. Master 發出 Start（S）
2. Master 傳送 Slave Address + Write（0），Slave 回應 ACK
3. Master 傳送命令碼 03h，Slave 回應 ACK
4. Master 發出 Stop（P）

2. 啟用 PEC

┌───┬──────────────┬───┬──────────┬───┬─────┬───┬───┐
│ S │ Slave Addr+W │ A │ Cmd: 03h │ A │ PEC │ A │ P │
└───┴──────────────┴───┴──────────┴───┴─────┴───┴───┘

資料長度：3 Bytes（多 1 Byte CRC-8 校驗碼）
流程：前 3 步相同，第 4 步 Master 送出 PEC（對前面所有位元組計算的 CRC-8），Slave 驗證正確才回應 ACK，最後發出 Stop。

欄位說明

符號	全名	方向	說明
S	Start Condition	Master → Slave	SCL 為高時，SDA 由高拉低
Slave Addr+W	Slave Address + Write	Master → Slave	7 位元位址 + 寫入位元（`0`）
Cmd: 03h	Command Code	Master → Slave	`CLEAR_FAULTS` 命令碼
PEC	Packet Error Checking	Master → Slave	CRC-8，多項式 $C(x) = x^8 + x^2 + x + 1$
A	Acknowledge	Slave → Master	接收端拉低 SDA 表示確認
P	Stop Condition	Master → Slave	SCL 為高時，SDA 由低拉高

PEC 計算範例

PEC 的計算範圍包含位址位元組（7 位元位址左移 1 位 + R/W 位元）。以位址 0x58 為例：

位元組	值	說明
位址 + W	`B0h`	`0x58 << 1 \| 0`
命令碼	`03h`	`CLEAR_FAULTS`
PEC	`46h`	CRC-8(`B0h 03h`)

#include <stddef.h>
#include <stdint.h>

/* SMBus PEC：CRC-8，多項式 0x07，初始值 0 */
uint8_t smbus_pec(const uint8_t *data, size_t len)
{
    uint8_t crc = 0;

    while (len--) {
        crc ^= *data++;
        for (int i = 0; i < 8; i++)
            crc = (crc & 0x80) ? (uint8_t)((crc << 1) ^ 0x07) : (uint8_t)(crc << 1);
    }
    return crc;
}

/* uint8_t frame[] = { 0x58 << 1, 0x03 };  smbus_pec(frame, 2) → 0x46 */

PEC 錯誤時，電源會忽略這個命令，並設定 STATUS_CML 的 PEC Failed（b5）。PEC 的完整計算規則與各種交易的範例，請見 PEC 校驗完整解析。

清除範圍

項目	對象	執行後
主狀態	`STATUS_BYTE (78h)`、`STATUS_WORD (79h)`	故障與警告位元清為 `0`
子狀態	`STATUS_VOUT (7Ah)`、`STATUS_IOUT (7Bh)`、`STATUS_INPUT (7Ch)`、`STATUS_TEMPERATURE (7Dh)`、`STATUS_CML (7Eh)`、`STATUS_OTHER (7Fh)`、`STATUS_MFR_SPECIFIC (80h)`、`STATUS_FANS_1_2 (81h)`、`STATUS_FANS_3_4 (82h)`	所有位元清為 `0`
硬體腳位	`SMBALERT#`	釋放下拉，訊號回到高電位

核心疑問：CLEAR_FAULTS 之後會重新開機嗎？

答案：依 PMBus 規格，不會。

實際行為還取決於該故障設定的響應模式（Fault Response），例如 VOUT_OV_FAULT_RESPONSE (41h)、IOUT_OC_FAULT_RESPONSE (47h)、OT_FAULT_RESPONSE (50h)：

1. 鎖死模式（Latch Off）：不會自動開機（CRPS 典型行為）

適用情境：CRPS 伺服器電源的主輸出過壓（OVP）、過流（OCP）等嚴重故障。
執行 03h 後：
- STATUS_xxx 旗標清為 0，SMBALERT# 被釋放
- 輸出仍然關閉
重新開機方法：
- 硬體控制：PSON# 拉高（Off）再拉低（On）
- 軟體控制：OPERATION 寫 00h / 40h 再寫 80h（需要 ON_OFF_CONFIG 的 CMD = 1，詳見 OPERATION (01h)）
- 斷電重啟：AC Power Cycle

2. 打嗝 / 自動重試模式（Hiccup / Retry）：重啟和 03h 無關

適用情境：響應模式設定為定時重試，常見於較輕微的過流或欠壓。
執行 03h 後：
- 電源本來就會依內部計時器自動嘗試重新軟啟動
- 03h 只是清除紀錄；如果重試時故障還在，會再次觸發保護並重新設定旗標

3. 少數元件的自訂行為：清除後自動重啟

運作流程

flowchart TD
    A["電源因故障關閉輸出"] --> B["收到 CLEAR_FAULTS (03h)"]
    B --> C["清除 STATUS、釋放 SMBALERT#"]
    C --> F{"故障還存在？"}
    F -- "是" --> R["立刻重新設定旗標<br>再次拉低 SMBALERT#"]
    F -- "否" --> M{"Fault Response 模式？"}
    M -- "Latch Off（CRPS 常見）" --> L["輸出保持關閉"]
    M -- "Hiccup / Retry" --> H["依內部計時器自動重試<br>（與 03h 無關）"]
    L --> T["切換 PSON#、OPERATION Off→On<br>或 AC 重新上電"]

實務操作

Linux（i2c-tools）

以 PMBus 位址 0x58、I2C bus 1 為例（請換成你系統上的實際值）：

# 清除故障（Send Byte，沒有資料）
i2cset -y 1 0x58 0x03

# 啟用 PEC 的系統：模式 c（無資料）加上 p（PEC）
i2cset -y 1 0x58 0x03 cp

# 清除後讀回 STATUS_WORD 確認
i2cget -y 1 0x58 0x79 w

建議的處理順序

收到 SMBALERT# 或輪詢發現異常 → 先讀 STATUS_WORD 和對應的 STATUS_xxx，記錄下來
排除故障原因
送出 CLEAR_FAULTS
讀回 STATUS_WORD：還有故障位元，代表問題沒有排除
輸出若仍關閉，依需求切換 PSON# 或 OPERATION 重新開機

結論

CLEAR_FAULTS (03h) 使用 Send Byte，沒有資料；啟用 PEC 時多 1 Byte CRC-8。
清除所有 STATUS 的故障與警告位元，並釋放 SMBALERT#。
只清紀錄，不修故障：故障還在的話會立刻再被設定。
依規格不會重新開機，要用 CONTROL 腳位、OPERATION Off→On 或斷電重啟。
除錯時先讀 STATUS 再清除。