手把手教你学PCIE--PCIe基本概念：链路宽度和速率

最新推荐文章于 2025-02-13 12:06:27 发布

xiaoheshang_123

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文章标签： pcie

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链路宽度和速率确认（Link Width and Rate Confirmation）是 PCIe 链路训练过程中的一个重要阶段，用于确保发送端和接收端之间的链路宽度和速率设置正确。这一阶段的目标是验证链路配置的准确性，并确保链路能够在最佳条件下运行。

链路宽度和速率确认的步骤

1. 初始化链路宽度和速率寄存器

在链路训练开始之前，发送端和接收端都需要初始化链路宽度和速率寄存器。这些寄存器存储了设备支持的最大链路宽度和速率。

寄存器位置：

Link Control Register：包含链路宽度和速率设置。
Link Status Register：报告当前链路宽度和速率。

2. 发送和接收 TS2 序列

发送端和接收端通过交换 Configuration Training Sequences (TS2) 来确认链路宽度和速率。TS2 序列包含链路宽度和速率信息。

TS2 序列格式：

前导码：用于同步。
训练集：包含链路宽度和速率信息。
后缀：用于错误检测。

3. 检测链路对端的存在

发送端定期发送 TS2 序列，并监听对端的响应。如果接收到对端的 TS2 序列，说明链路对端存在。

4. 交换链路宽度和速率信息

一旦检测到链路对端的存在，发送端和接收端通过交换 TS2 序列中的链路宽度和速率信息来确认支持的最大链路宽度和速率。

链路宽度和速率信息：

发送端：在 TS2 序列中发送自己支持的最大链路宽度和速率。
接收端：在 TS2 序列中发送自己支持的最大链路宽度和速率。

5. 确定最大链路宽度和速率

发送端和接收端比较各自支持的最大链路宽度和速率，选择最小值作为最终的链路宽度和速率。

确定链路宽度和速率的逻辑：

发送端支持的最大链路宽度： WsendWsend
接收端支持的最大链路宽度： WrecvWrecv
最终链路宽度： Wfinal=min⁡(Wsend,Wrecv)Wfinal=min(Wsend,Wrecv)
发送端支持的最大链路速率： RsendRsend
接收端支持的最大链路速率： RrecvRrecv
最终链路速率： Rfinal=min⁡(Rsend,Rrecv)Rfinal=min(Rsend,Rrecv)

6. 配置链路宽度和速率

确定最终链路宽度和速率后，发送端和接收端分别配置自己的链路宽度和速率寄存器，以反映新的链路宽度和速率设置。

配置步骤：

发送端：更新 Link Control Register 中的链路宽度和速率设置。
接收端：更新 Link Status Register 中的链路宽度和速率设置。

7. 验证链路配置

在配置完成后，发送端和接收端通过发送和接收 TLPs（Transaction Layer Packets）来验证链路配置的准确性。如果 TLPs 传输成功，说明链路配置正确。

示例

假设我们有两个 PCIe 设备 A 和 B，它们需要确认链路宽度和速率。以下是链路宽度和速率确认的示例流程：

初始化链路宽度和速率寄存器：
- 设备 A 支持的最大链路宽度为 x8，最大链路速率为 Gen3 (8.0 GT/s)。
- 设备 B 支持的最大链路宽度为 x16，最大链路速率为 Gen4 (16.0 GT/s)。
发送和接收 TS2 序列：
- 设备 A 发送 TS2 序列，包含链路宽度 x8 和速率 Gen3 (8.0 GT/s)。
- 设备 B 发送 TS2 序列，包含链路宽度 x16 和速率 Gen4 (16.0 GT/s)。
检测链路对端的存在：
- 设备 A 收到设备 B 的 TS2 序列，确认设备 B 存在。
- 设备 B 收到设备 A 的 TS2 序列，确认设备 A 存在。
交换链路宽度和速率信息：
- 设备 A 和设备 B 分别发送各自的链路宽度和速率信息。
确定最大链路宽度和速率：
- 设备 A 支持的最大链路宽度：x8
- 设备 B 支持的最大链路宽度：x16
- 最终链路宽度： Wfinal=min⁡(8,16)=8Wfinal=min(8,16)=8
- 设备 A 支持的最大链路速率：Gen3 (8.0 GT/s)
- 设备 B 支持的最大链路速率：Gen4 (16.0 GT/s)
- 最终链路速率： Rfinal=min⁡(8.0,16.0)=8.0Rfinal=min(8.0,16.0)=8.0 GT/s
配置链路宽度和速率：
- 设备 A 更新 Link Control Register，设置链路宽度为 x8 和速率 Gen3 (8.0 GT/s)。
- 设备 B 更新 Link Status Register，设置链路宽度为 x8 和速率 Gen3 (8.0 GT/s)。
验证链路配置：
- 设备 A 和设备 B 通过发送和接收 TLPs 来验证链路配置的准确性。
- 如果 TLPs 传输成功，说明链路配置正确。

总结

链路宽度和速率确认是一个多步骤的过程，确保发送端和接收端之间的链路宽度和速率设置正确。通过初始化链路宽度和速率寄存器、发送和接收 TS2 序列、检测链路对端的存在、交换链路宽度和速率信息、确定最大链路宽度和速率、配置链路宽度和速率以及验证链路配置，可以确保 PCIe 设备之间的数据传输在最佳条件下进行。以下是链路宽度和速率确认的简化流程：