pcie处理层协议中文详解

.pcie（PCI-Express）办理层协议中文详解办理层协议（transactionLayerspecification）◆TLP概略。◆寻址定位和路由导向。◆i/o,memory,configuration,messagerequest、completion详解。◆恳乞降响应办理体制。◆virtualchannel(vc)Mechanism虚构通道体制。◆dataintegrity数据完好性。一．TLP概略办理层（transactionLayerspecification）是恳乞降响应信息形成的基础。包含四种地点空间，三种办理种类，从下图能够看出在transactionLayer中形成的包的基本归纳。Word专业资料.一类是对i/o口和memory的读写包（TLPS：transactionLayerspackages），另一类是对配置寄存器的读写设置包，还有一类是信息包，描绘通讯状态，作为事件的信号见告用户。对memory的读写包分为读恳求包和响应包、写恳求包（不需要储存器的响应包）。而i/o种类的读写恳求都需要返回I/O口的响应包，configuration包对配置寄存器的读写恳求也有响应包。这些恳求包还能够按属性来分就是：NP-nonposted，即恳求需要返回completion的响应包；还有一种就是；poste，即不需要completion返反响应包。比如上边的储存器写入恳求包和Message包都隶属于posted包。包的主要格式构造以下：每种种类的包都有必定格式的（TlpHeader），依据不一样的包的特征，还包含有效数据负荷（DataPayload）和tlp开支块（TlpDigest）。中的数据用于对包的管理和控制。有效数据负荷域寄存有效数据信息。拥有数据的TLP传达是有必定规则的：以DW为长度单位，发送端数据承载量不得超出“DeviceWord专业资料.ControlRegister”中的“Max_Payload_Size”数值，接收端中，所接收到的数据量也不可以超出接收端“DeviceControlRegister”中的“Max_Payload_Size”数TLp值。Digest域是32位的ECRC校验。详细的包构造图以下：由此图可看出数据从低字节的高位先发送，从左到右。以下详尽介绍TLPS的每个成分。Word专业资料.R为保存信息位，应设为0，路由器switch对此位不做修改，接收器应当忽视此位。▲Fmt[1:0]：FormatofTLP(seeTable2-2)–bits6:5ofbyte0▲Type[4:0]：TypeofTLP–bits4:0ofbyte0▲TC[2:0]:TrafficClass–bits[6:4]ofbyte1,对于TC的作用将在下文说明。▲Attr[1:0]:Attributes–bits[5:4]ofbyte2,详尽介绍见下文▲TD：1bindicatespresenceofTLPdigestintheformofasingleDWattheendoftheTLP标记TLPDigest域的有无。▲EP:indicatestheTLPispoisoned–bit6ofbyte2有效数据中毒（犯错）体制。▲Length[9:0]:LengthofdatapayloadinDW.Fmt开支位说明TLPHeader的长度和TLP能否包含数据，见下列图。Word专业资料.Fmt[1:0]=00b,代表3DW的，没有数据。Fmt[1:0]=01b,代表4DW的，没有数据。Fmt[1:0]=10b,代表3DW的，有数据。Fmt[1:0]=11b,代表4DW的，有数据。Fmt和Type开支组合定义了包（TLP）的种类以下。Word专业资料.上图定义了各样种类的包，图中的r[2:0]用于定义Message包的隐含寻址方式，在下文中更加详尽。Length域定义了有效负荷的DW长度以下。Word专业资料.在不包含datapayload块的包中Length的值应被设置为保存值R，并被接收端忽视。余下的各个开支位将在后文提到。二．TLP打包定址和路由导向方式主要有三种TLP寻址方式：地点路由（address）、ID辨别路由、间接路由（implicit）。下边主要解说address和ID寻址方式，间接寻址将在后边说起。address寻址主要用于memory和i/orequest恳求包，memory读写恳求包支持64位地点和32位地点，i/o读写恳求只支持32位地点。64位地点寻址的TLPHeader有4DW（16字节），32位地点寻址的TLPHeader有3DW长。Word专业资料.上图就是64位地点的4DW的和32位地点的3DW的。对于memory读写request包，AT（addressTypefield）犹如下的编码。ID寻址方式主要用在configuration恳求包、部分message包、响应包中。ID包含Busnumber、Divcenumber、functionnumber为TLP定位目标接收器。ID寻址的TLP长度也有4DW和3DW两种，ID在TLP中地点见下列图。Word专业资料.第七个Byte（Byte7）是第一个DW数据负荷和最后一个DW数据负荷使能位（ByteEnables），ByteEnables在于memory，i/o，configuration恳求包中有效，如图。对于lastDWBE和1stDWBE中的每一个位，为0表示相应的数据字节不被读或写，为1表示相应的数据字节有效。每个使能位相对应的字节以下。Word专业资料.办理层描绘符（transactionDescriptor），用于恳求器件和应答器件间转送办理层信息，包含三部分，TransacitonID、Attributes、Trafficclass（TC）。以下列图。此中TransactionID包含:RequesterID、Tag，如图。Word专业资料.Tag[7:0]是由产生恳求包的器件生成的，假如恳求器件需要应答，则每个Tag[7:0]和FunctionNumber是唯一无二的。TransactionID是一个全局表记符用于响应包寻址恳求器件。TC的规定以下，描绘服务的层次和用于映照虚构通道：办理层描绘符在恳求包中第二个DW：。中图中看出，描绘字符放在第二个DW的前三个字节中。三．i/o,memory,configuration,messagerequest、completetion详解。memory、i/o、configurationrequest除了基本的域以外还包含：TransactionID即requesterID、Tag、LastDWBE、1stDWBE，放在第二个DW中。以下分别介绍这三种不一样的恳求包。memoryrequestpackage：采纳直接地点寻址，有64bit地点和32bit地点两种，此中读请Word专业资料.求包的Length域不该大于Max_Read_Request_Size寄存器设置的值。恳求器件不会示例一个所接见的memory空间超出4KB的readrequest包。以下是两种不一样地点长度的memoryrequest包。I/Orequest包：I/Orequest包只有32位地点寻址。有以下限制：▲TC[2:0]mustbe000b▲Attr[1:0]mustbe00b▲AT[1:0]mustbe00b▲Length[9:0]mustbe0000000001b▲LastDWBE[3:0]mustbe0000b格式以下：Word专业资料.可见每次只传递一个DW数据。configurationrequest包：configurationrequest包采纳ID寻址方式，（TlpHeader长度是3DW）。有以下规定：TC[2:0]mustbe000bAttr[1:0]mustbe00bAT[1:0]mustbe00b[9:0]mustbe0000000001bLastDWBE[3:0]mustbe0000b包格式：Word专业资料.Message包：Message包分为：INTxInterruptSignalingINTx中止信息包PowerManagement电源管理机能。ErrorSignaling错误信息包LockedTransactionSupport锁住交易的支持SlotPowerLimitSupport插槽电源限制的支持Vendor-DefinedMessages制造商自行定义信息全部的Message包都用Msg编码，即不包含数据负荷的Message包，除了Vendor_DefinedMessages和Set_Slot_Power_LimitMessage包，Message包有以下限制：TheMessageCodefieldmustbefullydecoded(Messagealiasingisnotpermitted).Exceptasnoted,theAttr[1:0]fieldisreserved.保存Attr域。Word专业资料.AT[1:0]mustbe00b.Exceptasnoted,bytes8through15arereserved.保存部分的bytes8到byte15.MessageRequestsarepostedanddonotrequireCompletion.Message包不需要返回响应包。MessageRequestsfollowthesameorderingrulesasMemoryWriteRequests.寻址方式：隐含寻址，由Type域中的r[2:0]决定，即Type域的最后三位。详细寻址映照以下：Word专业资料.r[2:0]是010时，寻址方式就是ID寻址。completionrules（应答体制）：completion包用ID寻址方式，寻址使用的ID就是request供给的requesterID。除了那些正常的域以外，还包含：◆CompleterID[15:0]–IdentifiestheCompleter–describedindetailbelow◆CompletionStatus[2:0]–IndicatesthestatusforaCompletionBCM–ByteCountModifiedByteCount[11:0]–TheremainingbytecountforRequestTag[7:0]–incombinationwiththeRequesterIDfield,correspondstotheTransactionIDWord专业资料.◆LowerAddress[6:0]–lowerbyteaddressforstartingbyteofCompletioncompl.Status位有以下含义：四．恳乞降应答办理体制Word专业资料.办理体制就是对接收到的经DataLinkLayer进行数据完好性考证的Tlp进行办理。无效的包将被扔掉，保存字（reserved）将被忽视。以下是办理流程：对全部的包分requesthandling和completionhandling，按不一样的规办理。RequestHandlingRules：Word专业资料.假如恳求是一个不支持的恳求包，而且需要响应，则CompletionStatus=UR，即不支持的恳求。假如恳求包是一个Message包则按Message包办理规则办理，不然对这个request进行办理。假如恳求违犯器件编程定义则给出ca响应，即响应器件放弃该恳求，不然做出正确应答。completionhandling：假如接收到一个completion包的TransactionID和requester的TransactionID不一致则这个应答包是非预期包。合法的应答包将按Compl.Status域办理并提取有效数据负荷。五．virtualchannel(vc)Mechanism虚构通道体制。虚构信道（virtualchannel）在总线中供给用TC域来划分的虚构信息通路，即某一传输通路，有不一样的流程控制体制（FlowControl）。当某流程控制出现拥堵时，其余通路依旧畅通。VC有自己的独立流控制，是实现Qos的诀要。VC通道是解决拥堵的基础。Word专业资料.在Switch部，VC通道体制以下：每个TLP包其实不包含详细的VC信息，VC是由TC映照获得的。每个器件的TC/VC映照是不一样的，TC0/VC0是固定的。详细TC、VC映照以下：一个或多个TC映照到一个VC，同一个TC不可以映照到不一样的VC上，连结两方的映照体制一致。除了TC0外，其余的能够软件设置。链路两头的映照方案要一致，如图是一种映照方案。Word专业资料.详细的虚构通道是由VCID决定和识其余。此刻介绍FlowControl，每个虚构通道有独立的流程控制的缓冲空间。在收发两方，流程控制信息是用数据链路包（DLLP）打包发送的，此中的“VCID“就是用来载送虚构通道的辨别。总的来说，流程控制是由数据交易层（TransactionLayer）搭配了数据链路层（DataLinkLayer）来办理的，不过，办理层Word专业资料.往常是针对接收到的TLP打包，生成TC，再由TC映照到VC。流程控制信息是FCP（FlowControlPackage），即DLLP打包的一