PCIe可以添加哪些定位手段？PCIe需要的debug設計

1、PCIe debug環境說明



本文將以PCIe EP用戶邏輯舉例，描述PCIe可以添加哪些定位手段。

如圖所示，PCIe IP作為endpoint與RC對接，用戶實現了應用邏輯，與PCIe IP進行交互，交互信號中data格式為TLP報文格式，且交互信號包含相應的控制信號，例如PCIe配置空間和IP相干的配置信號。

常見的Debug設計可以通常有：中斷、鎖存狀態、統計計數和實時狀態。

添加Debug設計的目的通常是定位功能故障和性能故障。

功能故障通常有鏈路不通，出現錯包，PCIe部分 function無法訪問等等。

性能故障通常速率協商未到最高速率、傳輸速率不及預期等等。

添加debug手段可以在芯片調試時有效提高定位效率，快速發現并解決問題。

2.用戶需要添加的debug手段

2.1.最常見的統計計數

常見的統計技術有，發起的請求數量和收到的請求響應數量、正確的數量和錯誤的數量、單個function的統計以及所有function的統計。

已發起的dma read請求、已返回的dma read 響應。

已發起的dma write請求、已返回的dma write 響應。

已收到的memory space 訪問以及返回的memory space 響應。

2.2.ltssm 狀態機

記錄ltssm 協商過程，鎖存ltssm最近的若干次數值，便于分析ltssm協商過程。

ltssm 實時狀態可讀 統計ltssm進入L0狀態的次數和退出L0狀態的次數

2.3.PCIe 關鍵使能信號

PCIe IP關鍵信號包含vf/pf_bus_master_en、vf/pf_function_level_reset、hot reset、金手指復位perst，如下表格才采用英文簡寫描述。

如上的關鍵信號只有0和1兩種狀態，都需要記錄實時狀態、統計0-->1跳變次數、統計1-->0跳變次數

2.4.異常完成報文鎖存若干cpld/cpld 報文頭信息

采用ram或者寄存器鎖存收到的cpl/cpld報文頭信息，可以根據需要選擇鎖存的字段，如下所示，強烈推薦鎖存Completion Status 、EP、Completer ID、Requester ID等信息方便問題定位。

2.5.異常請求debug

發現異常請求時記錄異常信息。 場景1：無效function的請求，例如當前PCIe只有128個VF，即VF0~VF127，結果收到了VF128的請求。此時需要鎖存請求類型、VF number以及產生錯誤中斷，方便問題定位。

2.6.記錄cpld時延信息

為了便于計算性能，EP發起的memory 讀請求（俗稱dma read），需要統計時延，即從發起dma read請求開始到收到最后一個CPLD/CPL時消耗的時間，并且期望debug設計能夠記錄不同時延段位的dma read請求數量。debug設計可配置延時上限，一旦超時延時上限，則鎖存dma read請求信息，方便調試者定位。

2.7.統計流控信號

當應用邏輯寫數據速率過大或者RC端數據處理能力較弱時，RC反饋給EP的credit更新跟不上應用邏輯寫數據的速率，會導致EP對應用邏輯產生反壓，即credit_fc置1。此時將影響應用邏輯dma write的速率，通過觀察credit_fc的統計計數可以初步判斷影響性能的因素。

3.結束語

出現問題的原因可能是代碼bug，可能是配置的寄存器數值錯誤，也可能是配置順序流程不正確，添加debug設計就是為了能夠高效定位問題。本文僅僅簡單描述了部分需要添加的debug手段，歡迎大家留言補充。

審核編輯：劉清