第8章PCI总线标准祥解.ppt

交换开关(Switch) 交换开关是一个具有2-n端口的设备，每一个端口连一条PCIe链路，在系统中用于多设备的互连。 交换开关有四个端口，一个上游端口指向根复合体，三个下游端口指向离开根复合体的方向，每一端口与一条链路相连。交换开关可以将事务从任一个端口路由到另一个端口。 虚拟P2P 虚拟P2P 虚拟P2P 虚拟P2P 交换 开关 端点(Endpoint) 端点是一个具体的设备，如以太网、USB或图形设备，是PCIe事务的请求者(启动事务)或完成者(响应事务)。端点使用PCI类型0配置头标，每个端点初始化时设置一个设备ID(请求者ID或完成者ID)，由总线号、设备号和功能号组成。端点作为挂连在一条链路上的唯一设备，设备号总是0。类似于PCI设备，PCIe也有多功能端点，每端点最多支持8个功能，其中必须有能能0。 端口(Port) 端口是PCIe设备与链路之间的接口，由差分发送器和接收器组成。指向根复合体方向的端口为上游端口；离开根复合体方向的端口为下游端口。端点上只有上游端口，根复合体上只有下游端口，交换开关上有上、下游端口。一个端口中接收包的是入端口，发送包的出端口。 PCIe到PCI/PCI-X的桥 通过PCIe到PCI/PCI-X的桥设备，原PCI/PCI-X总线和设备也可以纳入PCIe系统，PCI/PCI-X总线随系统统一编号。图中标示了一条PCI/PCI-X总线及其扩展槽。 请求者和完成者(RequesterCompleter) 请求者是PCIe线路结构中发起事务的设备，根复合体和端点都可以担当请求者。完成者是被寻址的设备或者说是请求者的目标设备，请求者从完成者读数据向完成者写数据，根复合体和端点都可以成为完成者。 请求者 完成者 CplD MRd 存储器读请求 正常结束 PCIe的事务机制 PCIe的事务包括以下四种： 存储器事务、IO事务、配置事务和消息事务。根据事务是否需要返回完成包，这些事务又分为转发和非转发事务。 在TLP的传递和事务的执行过程中，涉及到请求者和完成者，发送者和接收者4个实体，它们之间的关系如下图所示。 设备A向设备B发送请求时，设备A是发送者，设备B是接收者；设备B向设备A发送完成时，设备B是发送者，设备A是接收者。 发送请求的是请求者，如设备A；发送完成的是完成者，如设备B。 请求者 完成者 CplD MRd 存储器读请求 正常结束 TLP数据包类型 TLP数据包类型 缩写名 存储器读请求 MRd 锁定存储器读请求 MRdLK 存储器写请求 MWr IO读 IORd IO写 IOWr 配置读（类型0或类型1） CfgRd0、CfgRd1 配置写（类型0或类型1） CfgWr0、CfgWr1 不带数据的消息请求 Msg 带数据的消息请求 MsgD 不带数据的完成 Cpl 带数据的完成 CplD 与锁定存储器读请求对应的 不带数据的完成 CplLk 与锁定存储器读请求对应的 带数据的完成 CplDLk 交换 开关 根复合体 交换 开关 DDR SDRAM 交换 开关 Infiniband Fiber channel PCIE /PCI桥 SCSI 处理器 端点 端点 端点 端点 端点 IOWr GFX CPU对端点的IO写 IOWr IOWr Cpl Cpl Cpl 交换 开关 根复合体 交换 开关 DDR SDRAM 交换 开关 Infiniband 10Gbps Ethernet Fiber channel PCIE /PCI桥 SCSI 处理器 端点 端点 端点 端点 端点 端点 GFX 由端点发起对存储器读 MRd CplD MRd MRd CplD CplD PCIe的体系结构 连接管理, 数据完整性, 错误检测和错误校验 数据链路层 组装和拆解TLP数据包 事务层 定义了PCIe 的电器特性，负责接口和设备间的连接 物理层 PCIe设备层次 PCIE设备层次 PCIe规范规定对于设备的设计采用分层结构，包括事务层(Transaction)、数据链路层(Data Link)、物理层(Physical)，它们在垂直方向又可以进一步分成两部分：处理出站流量的发送部分和处理入站流量的接收部分。 PCIe两个互连的设备采用事务的方式通信。 事务是指为实现设备间某种信息传送而定制的由一个或若干个包组成的发送序列，事务通过事务包(Transaction Layer Packet，TLP)具体实现。 根据设备的分层结构，在链路上传送的包有事务层包(TLP)、数据链路层包(DLLP)、物理层包(PLP)。 物理层 数据链路层 事务层 PCIE核 逻辑接口 设备核 物理层 数据链路层 事务层 PCIE核 逻辑接口 设备核 Tx