PCIE0標準學習總結(jié)

1.介紹本章介紹了在PCIExpress架構(gòu)和關(guān)鍵概念的概述。PCIExpress是一種為多種類未來計算和通信平臺互連而定義的高性能，通用 I/O。關(guān)鍵的PCI屬性，如它的使用模式，負載存儲體系結(jié)構(gòu)，軟件接口，維持不變，而它的并行總線實施由一個高度可擴展的， 完全串行接口取代。利用PCIExpress利用最新的點到點互連，基于交換機的技術(shù)，與分組交換協(xié)議，在性能和功能上提高到一個新水平。 PCIExpress支持電源管理，服務(wù)質(zhì)量（QoS），Hot-Plug/Hot-Swap支持，數(shù)據(jù)完整性，可信的配置質(zhì)量和錯誤處理等高級功能。1.1第三代I/O互連第三代I/O互連的高級別要求如下：支持多種細分市場和新興的應用：統(tǒng)一桌面，移動，工作站，服務(wù)器，通信平臺的 I/O架構(gòu)和嵌入式設(shè)備能夠提供低成本，高容量的解決方案：結(jié)構(gòu)在系統(tǒng)級等于或低于 PCI成本支持多平臺互聯(lián)用途：芯片到芯片，板對板連接器或電纜通過新的機械形式的因素：易于移動的，PCI般的外形和模塊化，盒外形PCI兼容的軟件模型：能夠使用不需要修改的 PCI系統(tǒng)配置軟件實現(xiàn)枚舉和配置 PCIExpress硬件能夠不需要修改引導現(xiàn)有的操作系統(tǒng)，能夠不需要修改支持現(xiàn)有的任何的 I/O設(shè)備驅(qū)動程序能夠采用PCI配置范例配置/啟用新的PCIExpress功能性能：低開銷，低延遲的通信帶寬和有效載荷應用最大化鏈路效率每個針腳高帶寬，以減少設(shè)備和連接器接口的針腳數(shù)通過聚合Lane和信號頻率可擴展的性能高級功能：理解不同的數(shù)據(jù)類型和排序規(guī)則電源管理和預算能夠識別電源管理能力通過一個給定的函數(shù)能夠過渡到一個功能當進入特定的電源狀態(tài)能夠接收當前電源狀態(tài)通知功能能夠產(chǎn)生一個請求，喚醒從主電源斷電狀態(tài)能夠為設(shè)備按照相應的平臺電源預算策略順序上電。支持區(qū)分服務(wù)的能力，如：不同的服務(wù)質(zhì)量（ QoS）每個QoS數(shù)據(jù)流能有專用的鏈路資源，提高fabric效率和應用程序級的頭面對隊頭阻塞的處理效率能夠為每個組件配置fibricQoS仲裁策略能夠為每個數(shù)據(jù)包端到端的 QoS打上標記能夠創(chuàng)建端到端的同步（基于時間，注入速率控制）解決方案可信配置支持能夠支持受保護的從可信軟件環(huán)境到可信配置空間的訪問熱插拔和熱交換支持能夠支持現(xiàn)有的PCI熱插拔和熱交換解決方案能夠支持原生熱插拔和熱交換解決方案（沒有邊帶信號需要）能夠為所有形式因素支持統(tǒng)一的軟件模型數(shù)據(jù)完整性能夠支持所有的交易類型和數(shù)據(jù)鏈路鏈路數(shù)據(jù)包級別的數(shù)據(jù)完整性能夠支持終端到終端的高可用性解決方案的數(shù)據(jù)完整性錯誤處理能夠支持PCI級的錯誤處理能夠支持先進的錯誤報告和處理，以改善故障隔離和恢復解決方案獨立工藝技術(shù)能夠支持在發(fā)射器和接收器不同的直流共模電壓易于測試能夠通過簡單的連接測試來測試設(shè)備電氣規(guī)范1.2PCIExpress鏈路一個鏈接表示兩個組件之間的雙 -單工通信通道。最根本的 PCIExpress鏈路由兩部分組成,低電壓，差分驅(qū)動信號對：一對發(fā)射線和一對接收線，如圖 1-1所示。PacketComponentAComponentBOM13750ComponentAComponentBOM13750基本鏈路屬性是:基本鏈路-PCIExpress鏈路由兩對單向差分線組成，一對發(fā)送線和一對接收線作為傳輸?shù)膶嵤?。?shù)據(jù)時鐘嵌入使用的編碼方案（見第 4章），可以達到非常高的數(shù)據(jù)速率。信號傳輸速率-初始化后，每一個Link只能運行在支持的信號水平之一。對于第一代的PCIExpress技術(shù)，只定義了一個信號傳輸速率，它提供了一個有效的 2.5Gbit/秒/Lane/方向有效帶寬。在未來，數(shù)據(jù)速率將隨著技術(shù)的進步繼續(xù)增加。Lane-—個鏈接必須支持至少一個 Lane-每條Lane代表一對差分信號對的集合（個用于傳輸，一對用于接收）。測量帶寬，鏈路聚合可以表示為 Xn的多車道，其中N可以是任何支持的鏈路寬度。一個 x8鏈路代表20千兆/在每個方向的原始帶寬秒的總帶寬。本規(guī)范描述為 x1，x2,x4,x8，x12，x16和x32Lane寬度操作。初始化-在硬件初始化中，每個 PCIExpress鏈路創(chuàng)建是在每個鏈路兩端的兩個代理協(xié)商完成Lane寬度和操作頻率之后。與固件或操作系統(tǒng)軟件無關(guān)。對稱性-每一個Link都必須支持在每個方向上對稱的 Lane數(shù)量，也就是說，一個x16鏈接表明每個方向有 16個差分信號對。1.3.PCIExpressFabric拓撲Fabric是由一個點至點的Link,互連一套組件 -一個Fabric拓撲結(jié)構(gòu)例子，如圖1-2所示。這個插圖說明了單個 Fabric實例有一個層次結(jié)構(gòu) -一個根聯(lián)合體（RQ,多個端點（I/O設(shè)備），一個交換開關(guān)，和一個 PCIExpress-PC橋，通過PCIExpress連接的所有相互關(guān)聯(lián)的組成。RootComplex根聯(lián)合體根聯(lián)合體（R0表示一個I/O層次結(jié)構(gòu)的根，連接CPU/內(nèi)存子系統(tǒng)的I/0。正如圖1-2所示，一個根聯(lián)合體可支持一個或多個 PCIExpress端口。每個接口定義了一個單獨的層次結(jié)構(gòu)域。每個層次域可組成一個單一的端點或分層次包含一個或多個開關(guān)元件和端點。根聯(lián)合體域之間的層次路由點對點對等傳輸?shù)裙δ艿氖强蛇x的，依賴于實現(xiàn)。例如，一個實現(xiàn)可能包括一個真實或虛擬交換機內(nèi)部在根聯(lián)合體， 使能完全點對點對等傳輸支持在透明的軟件方式下。不像Switch規(guī)則，當在層次域（除下文所述者）間路由點對點對等傳輸，根聯(lián)合體通常允許將一個包分割成多個小包。例如，分割具有 256字節(jié)的有效載荷的單個數(shù)據(jù)包為兩個字節(jié)的數(shù)據(jù)包有效載荷為 128字節(jié)。不像Switch規(guī)則，當在層次域（除下文所述者）間路由點對點對等傳輸，根聯(lián)合體通常允許將一個包分割成多個小包。例如，分割具有 256字節(jié)的有效載荷的單個數(shù)據(jù)包為兩個字節(jié)的數(shù)據(jù)包有效載荷為 128字節(jié)。由此產(chǎn)生的數(shù)據(jù)包必須遵照正常的數(shù)據(jù)包在本規(guī)范中形成的規(guī)則（例如， Max_Payload_Size，讀取完成邊界，等等）。組件設(shè)計應注意，將一個包分裂成較小的數(shù)據(jù)包可能帶來負面的效果，特別是所傳輸尋址的設(shè)備是在一個PCIExpress到PCI/PCI-X橋后的情況。例外：支持點對點路由Vendor_Defined消息的根聯(lián)合體，為了保留PCIExpress到PCI/PCI-X橋Message轉(zhuǎn)發(fā)能力，不允許分割Vendor_Defined訊息成小包，除了在128個字節(jié)的邊界（即分割成較小的數(shù)據(jù)包，除了最后產(chǎn)生的數(shù)據(jù)包以外，所有數(shù)據(jù)包必須是128的整數(shù)倍字節(jié)的長度）。參照PCIExpress至PCI/PCI-X的橋接器規(guī)范1.0修訂版的其他信息。根聯(lián)合體必須支持作為一個請求者生成配置請求。根聯(lián)合體允許支持作為請求者生成 I/O請求。根聯(lián)合體不能支持作為一個完成者鎖定語義。根聯(lián)合體允許支持作為請求者生成鎖定請求。Endpoints端點是指一種類型的功能，可以是自己的名義或以一個獨特的非 PCIExpress設(shè)備代表（除主機CPU的PCI設(shè)備或其他）的請求者或完成者的 PCIExpress的通信，例如，一個PCIExpress附加圖形控制器或PCIExpress的USB主機控制器。端點被劃分為遺產(chǎn)的 PCIExpress,或根聯(lián)合體的集成端點。1.3.2.1.LegacyEndpointRules一個傳統(tǒng)端點必須是具有類型為 00h配置空間頭功能。一個傳統(tǒng)的端點必須作為一個完成者支持配置請求。一個傳統(tǒng)的端點可以作為一個完成者支持 I/O請求。一個傳統(tǒng)的端點可以產(chǎn)生 I/O請求。一個傳統(tǒng)的端點可以作為完成者支持鎖定內(nèi)存語義，如果是設(shè)備的要求，需要傳統(tǒng)的軟件支持。一個傳統(tǒng)的端點必須沒有發(fā)出鎖定請求。一個傳統(tǒng)的端點可以實現(xiàn)擴展配置空間的能力，但這種能力可通過軟件忽略。一個傳統(tǒng)的端點作為一個內(nèi)存處理請求人運行是無須能夠產(chǎn)生 4GB或更大的地址。一個傳統(tǒng)端點必須支持MSI或MSI-X或兩者都支持，當一個中斷請求資源被請求。 如果MSI生效，傳統(tǒng)端點允許支持任何