一個(gè)簡(jiǎn)單地的例子來(lái)回顧PCIe總線(xiàn)的結構、事務(wù)層、數據鏈路層和物理層

前面的一系列文章簡(jiǎn)要地介紹了PCIe總線(xiàn)的結構、事務(wù)層、數據鏈路層和物理層。下面我們用一個(gè)簡(jiǎn)單地的例子來(lái)回顧并總結一下。

如下圖所示，Requester的應用層（軟件層）首先向其事務(wù)層發(fā)送如下信息：32位（或者64位）的Memory地址，事務(wù)類(lèi)型（Transaction Type），數據量（以DW為單位），TC（Traffic Class，即優(yōu)先級），字節使能（Byte Enable）和屬性信息（Attributes）等。

然后接收端的事務(wù)層使用這些信息創(chuàng )建了一個(gè)Mrd TLP（Memory Read的事務(wù)層包），并將Requester的ID（BDF，Bus & Device & Function）寫(xiě)入到該TLP的Header中，以便Completer根據這一BDF將Completion信息返回給Requester。然后這個(gè)TLP會(huì )根據其TC的值被放到對應的VC Buffer中，Flow Control邏輯便會(huì )檢車(chē)接收端的對應的接收VC Buffer空間是否充足。一旦接收端的VC Buffer空間充足，TLP便會(huì )準備被向接收端發(fā)送。

注：TLP的Header實(shí)際上有兩種，32位的地址對應的是3DW的Header，64為的地址對應的是4DW的Header。這在后續的文章中會(huì )詳細介紹。

當TLP到達數據鏈路層（Data Link Layer）時(shí)候，數據鏈路層會(huì )為其添加上12位的序列號（Sequence Number）和32位的LCRC。并將添加上這些信息之后的TLP（即DLLP）在Replay Buffer中做一個(gè)備份，并隨后將其發(fā)送至物理層。

物理層接收到DLLP之后，為其添加上起始字符（Start & End Characters，又叫幀字符，Frame Characters），然后依次進(jìn)行解字節（Strip Byte）、擾碼（Scramble）、8b/10b編碼并進(jìn)行串行化，隨后發(fā)送至相鄰的PCIe設備的物理層。

接收端PCIe設備（即Completer）的物理層接收到數據之后，依次執行與發(fā)送端相反的操作。并從數據中恢復出時(shí)鐘，然后將恢復出來(lái)的DLLP發(fā)送至數據鏈路層。

Completer的數據鏈路層首先檢查DLLP中的LCRC，如果存在錯誤，則向Requester發(fā)送一個(gè)Nak類(lèi)型的DLLP，該DLLP包含了其接受到的DLLP中的序列號（Sequence Number）。Requester的數據鏈路層接收到來(lái)自Completer的Nak DLLP之后，從中找到序列號（Sequence Number），并根據序列號在Replay Buffer找到對應的DLLP，然后將其重新發(fā)送至Completer。如果Completer的數據鏈路層沒(méi)有檢查到LCRC的錯誤，也會(huì )向Requester發(fā)送一個(gè)Ack類(lèi)型的DLLP，該DLLP同樣包含了其接收到的DLLP中的序列號。Requester的數據鏈路層接收到之一Ack DLLP之后，便會(huì )根據其中的序列號在Replay Buffer中找到對應的DLLP的備份，并將其丟棄（Discard）。

當接收端PCIe涉筆（即Completer）的數據鏈路層正確的接收到了來(lái)自Requester的DLLP（包含TLP的）時(shí)，隨后將其進(jìn)一步發(fā)送至事務(wù)層，事務(wù)層檢查ECRC（可選的），并對TLP進(jìn)行解析，然后將解析后的信息發(fā)送至應用層（軟件層）。

如下圖所示，Completer的應用層會(huì )根據接受到的信息進(jìn)行相應的處理，處理完成后會(huì )將數據發(fā)送至事務(wù)層，事務(wù)層根據這一信息創(chuàng )建一個(gè)新的TLP（即CplD，Completion with data）。并根據先前接收到的TLP中的BDF信息，找到原來(lái)的Requester，然后將CplD發(fā)送至該Requester。這一發(fā)送過(guò)程與Requester向Completer發(fā)送TLP（Mrd Request）的過(guò)程基本是一致的。所以這里就不在重復了。

注：如果Completer不能夠返回有效數據給Requester，或者遇到錯誤，則其返回的就不是CplD了，而是Cpl（Completion without data），Requester接收到Cpl的TLP之后便會(huì )知道發(fā)生了錯誤，其應用層（軟件層）會(huì )進(jìn)行相應的處理。