作者：沈綸銘(Odin Shen)，Arm首席解決方案架構師 & Bryant Lee、Ken Zhang，Insyde Software
這篇部落格文章將帶您了解如何將伺服器的主機板管理控制器（Baseboard Management Controller， BMC）與韌體模擬，與持續整合(Continuous Integration，CI）流程結合，以加速平台啟動（bring-up）、測試，以及開發人員上手的效率。
如果您是平台韌體工程師、BMC開發人員，或系統整合測試工程師，您可能曾面臨以下一個或多個挑戰：
- 晶片尚未完成設計定案（tape-out），但開機流程驗證已經排定。
- 需要驗證 UEFI (編按：統一可延伸韌體介面)與 OpenBMC (編按：開放源碼BMC韌體專案)之間的協同運作，但未取得實體硬體。
- 需要在 CI 流程中測試開機電源時序以及 IPMI（Intelligent Platform Management Interface）回應。
這個Learning Path正是為你設計。
透過固定虛擬平台（Fixed Virtual Platform，FVP），你可以在晶片尚未完成前，模擬完整的OpenBMC + UEFI開機流程，並實作自訂的IPMI處理程式。
(本篇文章延伸自另一篇在虛擬平台上開發CSSv3開機流程的技術分享文章，想進一步了解相關技術細節，歡迎點擊此連結閱讀完整內容）
為什麼BMC在現代伺服器中如此關鍵
在現今的伺服器中，BMC不僅僅是開機時的輔助元件，更是整個平台的控制中樞。
- 雲端服務供應商利用BMC管理數以萬計的伺服器，進行韌體更新、自動化監控，以及系統復原。
- OEM/ODM 製造商則使用BMC進行電源控制、風扇管理、開機設定，以及安全的韌體更新。
雲端服務供應商：集中化且可擴展的營運
- 使用Redfish API 在數千個節點上進行滾動式韌體升級。
- 將OpenBMC的感測器、KVM，以及重置機制整合至監控儀表板中。
- 在系統卡住或開機失敗時，遠端觸發重置或復原操作。
OEM/ODM 廠商：平台管理能力與客製化
- 在不同電壓區域之間定義精確的電源時序。
- 透過BMC設定BIOS開機模式或PXE開機流程。
- 實作具備回復機制（rollback）的安全韌體更新。
OpenBMC：開放且業界標準的BMC軟體堆疊
OpenBMC是由Linux基金會主導的開源專案，提供模組化、基於Yocto的BMC韌體平台。它支援IPMI、Redfish、PLDM與MCTP等標準管理協定，並具備高度客製化能力。
你可以透過OpenBMC：
- 定義自訂的機器設定檔，例如meta-evb-fvp。
- 新增Redfish端點，或擴展系統與D-Bus服務。
- 將自訂的C++ IPMI處理程式嵌入至韌體建置流程中。
若想進一步了解OpenBMC在推動產業整體伺服器管理標準方面所扮演的角色，可參考Arm的Samer El-Haj-Mahmoud與Insyde的Tim Lewis所撰寫的這篇文章，內容說明Arm CSS與OpenBMC 如何在整個生態系中實現可擴展且標準化的BMC整合。
CSS V3：加速SoC與平台開發提供
CSS-V3是Arm的參考運算子系統（Reference Compute Subsystem），提供可重複使用的開機韌體（boot firmware）以及SoC IP模組化功能區塊。對軟體開發者而言，CSS-V3可提供：
- 清晰且可模擬的開機流程，涵蓋TF-A、SCP、UEFI與RSE。
- 立即可用的FVP支援，讓開發者在無需實體硬體的情況下即可執行主機端韌體。
- 整合的OpenBMC設定檔（例如meta-evb-fvp），立即可用可支援MCTP與IPMI。
沒有實體硬體仍可驗證OpenBMC與UEFI
這個Learning pathㄛ解決了一個常見的問題：在尚未取得實體硬體之前，該如何驗證BMC與UEFI韌體之間的協同運作？
我們採用的是完全虛擬化的方法，也就是在開發者工作站上模擬開機流程、序列通訊、MCTP/IPMI 橋接，以及 OpenBMC 端的控制機制。這一切都可直接在開發者的工作站上執行。
你可以在標準的Ubuntu 22.04工作站上：
- 使用Yocto建構OpenBMC韌體，其中包含WebUI、SOL與 ipmitool。
- 透過meta-evb-fvp與BitBake產生自訂映像檔，並整合新的IPMI處理器(handler)或D-Bus服務。
- 使用Arm的repo與Docker建構主機端RDV3韌體，例如TF-A、SCP與UEFI。
- 透過rdinfra-builder容器搭配build-test-busybox.sh，產生fip-uefi.bin 與平台相關的二進位檔。
- 透過run.sh啟動模擬，同時啟動BMC與主機端FVP，並提供多個UART主控台，用於觀察開機日誌、BMC shell與UEFI輸出。
- 建議在圖形化介面（GUI）或透過XRDP執行，以完整查看主控台輸出，包括OpenBMC UART、ns_uart0、Cortex-M55與Cortex-M7。
- 使用socat將主機與BMC的UART進行橋接，並可透過OpenBMC的Web UI（SOL）存取主機。
- 可透過ipmitool raw驗證自訂IPMI指令與開機狀態回報。
以下動畫展示了整個模擬流程的縮時畫面：
- 右側視窗顯示OpenBMC韌體開機並進入Linux shell。
- 左側視窗顯示主機端SoC依照CSS-V3的開機流程啟動：TF-A → SCP → UEFI。
- 當兩個系統皆啟動完成後，會透過UART與IPMI在橋接的模擬環境中進行通訊。
這條模擬路徑不僅適用於早期開發階段，同時也是CI/CD自動化以及長期平台導入（bring-up）流程的重要基礎。
虛擬BMC可執行完整的OpenBMC使用者空間（userspace），讓你能在模擬環境中啟動實際的BMC服務，例如Redfish或Web UI伺服器，並透過標準介面與其互動。如此一來，即使沒有實體硬體，也能進行 BMC 功能的原型開發、測試，甚至自動化。
你可以在這個Learning Path學到：
- 如何使用BitBake建構並客製化OpenBMC。
- 如何建構並驗證主機端UEFI韌體。
- 如何透過socat將BMC與主機的UART進行橋接，並透過Web UI進行互動。
- 如何撰寫並註冊自訂IPMI handler（NetFn、Command ID）。
結論：以開發者為核心的韌體驗證
透過這個Learning Path，開發者不但能免除等待實體硬體的時間，也能主導平台驗證與原型開發，並且：
- 將模擬整合至CI流程，用於測試開機成功與失敗的各種情境。
- 進行OEM擴充功能的原型開發，例如新增IPMI指令或watchdog邏輯。
- 將模擬環境用於新人訓練、展示，以及平台團隊培訓。
完整的教學內容請查看：OpenBMC + UEFI 前矽（Pre-Silicon）模擬
(參考原文：Pre-silicon simulation and validation of OpenBMC + UEFI on Neoverse RD-V3；本文中文版由作者之一沈綸銘校閱)
- 【Arm的AI世界】運算平台開發者必看：無須硬體也能進行OpenBMC+UEFI模擬與驗證！ - 2026/04/09
- 【Arm的AI世界】運用ExecuTorch與Arm SME2加速裝置端機器學習推論 - 2026/03/18
- 【Arm的AI世界】重新思考CPU在AI中的角色：在DGX Spark上實作實用的RAG - 2026/02/12
訂閱MakerPRO知識充電報
與40000位開發者一同掌握科技創新的技術資訊！
