소프트웨어 엔지니어가 SMBus 공부하기
🎯 소프트웨어 엔지니어 입장에서 SMBus를 학습할 때의 추천 공부 범위
다음 내용 위주로 깊게 이해하면 충분합니다.
✅ 1. 기본 개념 및 목적 이해
• SMBus의 용도와 I²C와의 차이점
• SMBus가 왜 필요한지, I²C와의 근본적인 차이(Timeout, PEC 등)를 정확히 숙지
✅ 1-1. 버스 프로토콜 기본 구조 숙지
• 버스 구성: Master-Slave 구조
• 주소 체계(Addressing)
• 7-bit 주소 구조
• SMBus 전송 속도와 제한사항
• 기본 100kHz, 고속 최대 400kHz 또는 1MHz까지 지원하는 경우도 있음
• 라인 신호:
• SDA(Data), SCL(Clock) 라인의 전기적 신호 특성 이해 (풀업 저항 역할 등)
✅ 2. SMBus 프로토콜 명령 형식(Protocols) 정확히 이해하기
이 부분이 가장 중요합니다.
기본적으로 아래 명령들에 집중하세요:
• Quick Command
• Byte Read/Byte Write
• Word Read/Word Write
• Block Read/Block Write
• 특히 Block Read/Write는 NVMe-MI, MCTP와 연관성이 매우 크기 때문에 필수적으로 이해해야 합니다.
• Process Call (명령/응답 구조 이해)
• Block Write-Block Read Process Call
→ 프로토콜을 공부할 때는 예시 프레임을 보는 것이 이해를 빠르게 합니다.
✅ 2-1. 패킷 구조(Protocol Frame) 이해
SMBus의 패킷 구조를 명확히 이해하세요.
구성요소의미
| Start Condition | 전송 시작 신호 |
| Address + R/W Bit | Slave 장치 주소와 Read/Write 구분 |
| Command Code | 요청 명령 |
| Data (Byte/Word/Block) | 실제 데이터 payload |
| PEC(CRC) (옵션) | 패킷 에러 체크 |
| Stop Condition | 전송 종료 신호 |
※ 특히 PEC(Packet Error Checking)는 CRC-8을 사용하며 옵션이지만, 안정적인 구현을 위해 숙지 권장합니다.
✅ 3. 기본 전기적 특성 및 타이밍 개념
• 타이밍 정보 (Clock Frequency, Hold/Setup Times)
• Timeout 메커니즘 개념 이해
• Timeout(25~35ms)을 초과하는 경우 통신이 실패 처리됨
※ 타이밍 규격을 아주 깊이 이해할 필요는 없으나, 통신 안정성을 위해 대략적인 개념은 숙지하면 좋습니다.
✅ 4. 오류처리 방식 이해 (옵션이지만 권장)
• Timeout 처리 원리
• NACK 응답 처리 및 오류 복구 방법
• PEC를 통한 데이터 무결성 확인
이 내용을 알고 있으면 NVMe-MI 또는 MCTP에서 발생하는 오류상황을 더 쉽게 이해할 수 있습니다.
🚩 이 외 추가로 공부하면 좋을 분야 (필수는 아님)
만약 여유가 있거나, 시스템 레벨 구현까지 수행할 계획이라면 다음도 추천합니다.
• ARP(Address Resolution Protocol) 지원 방식 (주소 충돌 방지 메커니즘)
• Alert 기능 (장치에서 Master로 비동기적으로 메시지 전송)
• ARP 및 Address 할당 방식
• 복잡한 시스템에서 SMBus 주소 관리를 위한 방법론입니다.
하지만 위 내용은 실제로 시스템 설계, 개발을 깊게 관여하지 않는 이상 필수적으로 요구되는 건 아니므로 상황에 따라 추가로 참고하시면 됩니다.
📌 이 정도 공부하면 충분할까?
✅ 소프트웨어 엔지니어 입장에서는 다음 세 가지를 완벽히 이해하면 충분합니다.
• SMBus의 개념과 구조
• SMBus의 주요 명령과 프로토콜 구조 (특히 Block Read/Write 중심)
• 기본적인 오류 처리 및 안정성 메커니즘
이 범위만 명확히 이해하면,
그 위에서 동작하는 MCTP, PLDM, NVMe-MI를 이해하기에 충분한 기본기를 갖추게 됩니다.
📚 만약 여유가 있다면 추가로 추천하는 사항
이외에도 시간이 있다면 다음 사항을 참고하면 더욱 유익합니다:
• Linux 환경에서의 i2c-tools 실습
• 실제로 SMBus 인터페이스 장치를 다뤄보면 이해가 빠릅니다.
• 간단한 SMBus 관련 칩셋(온도 센서 등)의 데이터시트 또는 애플리케이션 노트 읽기
• 실제 구현 예제를 보면 개념이 빠르게 이해됩니다.
🗃️ 최종 결론
• 소프트웨어 엔지니어가 NVMe-MI나 MCTP 등 상위 레이어를 이해하는 수준으로는 SMBus의 핵심 프로토콜과 패킷구조만 충분히 숙지하면 충분합니다.
• 너무 깊이 있는 하드웨어 타이밍이나 전기적 특성까지는 필요하지 않으며, 핵심 프로토콜 중심의 이해가 최선입니다.
이 방향으로 공부를 진행하면 효율적으로 목표를 달성할 수 있을 것입니다.