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PCIe扫盲——PCIe总线事务层入门(一)

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在介绍事务层之前,首先简单地了解一下PCIe总线的通信机制。假设某个设备要对另一个设备进行读取数据的操作,首先这个设备(称之为Requester)需要向另一个设备发送一个Request,然后另一个设备(称之为Completer)通过Completion Packet返回数据或者错误信息。在PCIe Spec中,规定了四种类型的请求(Request):Memory、IO、Configuration和Messages。其中,前三种都是从PCI/PCI-X总线中继承过来的,第四种Messages是PCIe新增加的类型。详细的信息如下表所示:

9.png

从表中我们可以发现,只有Memory Write和Message是Posted类型的,其他的都是Non-Posted类型的。所谓Non-posted,就是Requester发送了一个包含Request的包之后,必须要得到一个包含Completion的包的应答,这次传输才算结束,否则会进行等待。所谓Posted,就是Requester的请求并不需要Completer通过发送包含Completion的包进行应答,当然也就不需要进行等待了。很显然,Posted类型的操作对总线的利用率(效率)要远高于Non-Posted型。

那么为什么要分为Non-Posted和Posted两种类型呢?对于Memory Writes来说,对效率要求较高,因此采用了Posted的方式。但是这并不意味着Posted类型的操作完全不需要Completer进行应答,Completer仍然可采用另一种应答机制——Ack/Nak的机制(在数据链路层实现的)。

PCIe的TLP包共有一下几种类型:

10.png

TLP传输的示意图如下图所示:

11.png

TLP在整个PCIe包结构的位置如以下两张图所示:(第一张为发送端,第二张为接收端)


blob.png

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其中,TLP包的结构图如下图所示:

12.png

图中的TLP Digest即ECRC(End-to-End CRC),是可选项。此外,TLP的长度(包括其中的Header、Data和ECRC)是以DW(双字,即四个字节)为单位的。