1.2.1 概述

PCIe?規(guī)范定義了一種分層的設(shè)備設(shè)計(jì)體系結(jié)構(gòu)。這些層分為處理層（Transaction Layer）、數(shù)據(jù)鏈路層（Data Link Layer）和物理層（Physical Layer），在垂直方向上又可以進(jìn)一步分成兩部分：處理出站流量的發(fā)送部分和處理入站流量的接收部分。

1.2.2 設(shè)備層及相關(guān)的數(shù)據(jù)包

1.2.2.1 處理層事務(wù)包（TLP）

TLP?數(shù)據(jù)包的裝配

軟件層/設(shè)備核心層將裝配 TLP 核心部分所需要的信息發(fā)送到處理層，這部分信息是 TLP 數(shù)據(jù)包的頭和數(shù)據(jù)部分。某些 TLP 不包含數(shù)據(jù)部分。接下來(lái)要計(jì)算可選的端到端的 CRC（ECRC） 字段并將其附加到數(shù)據(jù)包中，因?yàn)樵摂?shù)據(jù)包的最終目標(biāo)設(shè)備要使用 ECRC 字段來(lái)檢查 TLP 頭和數(shù)據(jù)部分中的 CRC 錯(cuò)誤。

TLP 的核心部分被轉(zhuǎn)發(fā)至數(shù)據(jù)鏈路層，然后由數(shù)據(jù)鏈路層為其附加序列 ID 和 LCRC 字段。鏈路另一端的相鄰接收器設(shè)備使用該 LCRC 字段檢查 TLP 的核心部分和序列 ID 中的 CRC 錯(cuò)誤。裝配后的 TLP 被轉(zhuǎn)發(fā)至物理層，由物理層再附加各一字節(jié)的開(kāi)始和結(jié)束成幀字符。然后，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼，并使用鏈路上可用的通道差動(dòng)發(fā)送數(shù)據(jù)包。

TLP數(shù)據(jù)包的拆解

臨近的接收器設(shè)備接受進(jìn)入的 TLP 比特流。物理層解碼接收到的 TLP ，剝?nèi)ラ_(kāi)始和結(jié)束幀字段。得到的 TLP 被發(fā)送至數(shù)據(jù)鏈路層，由數(shù)據(jù)鏈路層檢查該 TLP 中的任何錯(cuò)誤，并剝?nèi)バ蛄?ID 和LCRC 字段。沒(méi)有 LCRC 錯(cuò)誤，則該 TLP 將被向上轉(zhuǎn)發(fā)至物理層。如果接收設(shè)備是交換器，那么交換器將根據(jù) TLP 頭中包含的地址信息將該數(shù)據(jù)包由交換器的一個(gè)端口路由至一個(gè)出端口。允許交換器檢查 ECEC 錯(cuò)誤，甚至報(bào)告它發(fā)現(xiàn)的錯(cuò)誤。但不允許交換器修改 ECRC，如果存在這樣的錯(cuò)誤，該 TLP 的目標(biāo)設(shè)備將檢測(cè)到一個(gè) ECRC 錯(cuò)誤。

該 TLP 的最終目標(biāo)設(shè)備負(fù)責(zé)檢查其頭和數(shù)據(jù)部分中的 ECRC 錯(cuò)誤。在剝?nèi)?ECRC 字段后，留下該數(shù)據(jù)包的頭和數(shù)據(jù)部分，而正是這些信息將最終被轉(zhuǎn)發(fā)至設(shè)備核心/軟件層。

數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)包（DLLP）

DLLP 數(shù)據(jù)包源于發(fā)送器設(shè)備的數(shù)據(jù)鏈路層，終止于接收器設(shè)備的數(shù)據(jù)鏈路層。當(dāng) DLLP 通過(guò) PCIe 鏈路從一臺(tái)設(shè)備傳送到另一臺(tái)設(shè)備時(shí)，物理層對(duì) DLLP 的裝配和拆解也起作用。

DLLP 可用于鏈路管理功能，包括與 ACK/NAK 協(xié)議相關(guān)的 TLP 確認(rèn)，電源管理和流控制信息的交換。

DLLP 在鏈路上兩個(gè)直連組件的數(shù)據(jù)鏈路層之間傳輸。與通過(guò) PCIe 結(jié)構(gòu)傳輸?shù)?TLP 不同，DLLP 不通過(guò)交換器。DLLP 也不包含路由信息。與 TLP 相比，這些數(shù)據(jù)包較小，為 8 個(gè)字節(jié)。

DLLP?的裝配

DLLP 有多種類型，包括流控制 DLLP，確認(rèn) TLP 接收的確認(rèn)/否認(rèn) DLLP（ACK 和 NAK）、電源管理 DLLP（PMx）。DLLP 的類型字段會(huì)標(biāo)識(shí)出各種 DLLP 的類型。數(shù)據(jù)鏈路層在 DLLP 上附加 16bits 的 CRC ，DLLP 接收器用來(lái)檢查 DLLP 中的 CRC 錯(cuò)誤。

DLLP 的內(nèi)容和 16bits CRC 一起被轉(zhuǎn)發(fā)至物理層，物理層在該數(shù)據(jù)包中附加各 1 字節(jié)的開(kāi)始和結(jié)束成幀字符。然后對(duì)數(shù)據(jù)包進(jìn)行編碼，并利用可用通道在鏈路上差動(dòng)發(fā)送數(shù)據(jù)包。

DLLP?的拆解

由接收設(shè)備的物理層接收? DLLP ，解碼接收的比特流并剝?nèi)テ溟_(kāi)始和結(jié)束幀字段。再將得到的數(shù)據(jù)包發(fā)送至數(shù)據(jù)鏈路層，由該層檢查 CRC 錯(cuò)誤并剝?nèi)?CRC 字段。數(shù)據(jù)鏈路層時(shí) DLLP 的目的地，不再向上面的處理層轉(zhuǎn)發(fā)。

1.2.2.3 物理層數(shù)據(jù)包（PLP）

PLP 源于發(fā)送器設(shè)備的物理層，終止與接收器設(shè)備的物理層。PLP 是一種非常簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)包，開(kāi)始是 1 字節(jié)的 COM 字符，后面是定義 PLP 類型以及含有其它信息的 3 個(gè)或多個(gè)字符。PLP 的大小是 4 字節(jié)的整數(shù)倍。規(guī)范將這種數(shù)據(jù)包成為有序集（Ordered Set）。PLP 不包含任何路由信息，不會(huì)被路由通過(guò)結(jié)構(gòu)，也不會(huì)通過(guò)交換器進(jìn)行傳播。在鏈路定向過(guò)程中會(huì)使用一些 PLP，一些 PLP 可以用于時(shí)鐘容差補(bǔ)償，還可以用PLP 將鏈路置于電氣空閑低功率狀態(tài)，或者從這種低功率狀態(tài)喚醒鏈路。

1.2.4 各 PCIe 設(shè)備層的功能

下圖是一個(gè)更詳細(xì)的 PCIe 設(shè)備層模塊圖。該模塊圖可用來(lái)解釋每層的主要功能，以及生成出站流量和相應(yīng)入站流量時(shí)每一層的功能。這些層包括設(shè)備核心/軟件層、處理層、數(shù)據(jù)鏈路層和物理層。

1.2.4.1 設(shè)備核心/軟件層

設(shè)備核心由根聯(lián)合體核心邏輯或注入以太網(wǎng)控制器、SCSI 控制器、USB 控制器等端點(diǎn)核心邏輯組成。

發(fā)送部分：設(shè)備核心邏輯與本地軟件一起提供PCIe 設(shè)備生成 TLP 所需的必要信息。這些信息通過(guò)發(fā)送接口發(fā)送至設(shè)備的處理層。發(fā)送至處理層的信息包括：事務(wù)類型、地址、發(fā)送的數(shù)據(jù)量、數(shù)據(jù)、流量類別、消息索引等。

接收部分：設(shè)備核心邏輯負(fù)責(zé)通過(guò)接收接口來(lái)接收處理層發(fā)送的信息。這些信息包括：處理層接收的 TLP 的類型、地址、接收的數(shù)據(jù)量、數(shù)據(jù)、接收的 TLP 的流量類別、消息索引以及錯(cuò)誤情況等。

1.2.4.2 處理層

處理層負(fù)責(zé)生成出站 TLP 流量和接收入站 TLP 流量。處理層支持用于非報(bào)告事務(wù)的分離事務(wù)協(xié)議。處理層會(huì)將給定標(biāo)記值的入站完成 TLP 與早先發(fā)送的相同標(biāo)記值的出站非報(bào)告請(qǐng)求 TLP 聯(lián)系起來(lái)。

處理層含有虛擬信道緩沖區(qū)（VC 緩沖區(qū)），用來(lái)存儲(chǔ)等待發(fā)送的出站 TLP 以及從鏈路上接收的入站 TLP。與這些虛擬信道緩沖區(qū)相關(guān)的流控制協(xié)議能保證遠(yuǎn)程發(fā)送器不會(huì)發(fā)送太多的 TLP，因而不會(huì)引起接收器接收器虛擬信道緩沖區(qū)溢出。發(fā)送前，處理層還能根據(jù)順序規(guī)則對(duì) TLP 排序。支持服務(wù)質(zhì)量（QoS）協(xié)議的正是該層。

處理層支持 4 種地址空間：存儲(chǔ)器地址空間、IO 地址空間、配置地址空間和消息空間。消息數(shù)據(jù)包內(nèi)包含信息。

發(fā)送部分：處理層從設(shè)備核心接收信息并生成出站請(qǐng)求和保存在虛擬信道緩沖區(qū)中的完成 TLP，同時(shí)負(fù)責(zé)裝配處理層數(shù)據(jù)包（TLP）。TLP 的主要組成部分是：頭、數(shù)據(jù)有效載荷和一個(gè)可選的 ECRC （規(guī)范中也是用摘要（Digest）這一術(shù)語(yǔ)）字段。

頭的大小為 3 或 4 個(gè)雙字，并且可以包含諸如地址、TLP 類型、傳送大小、請(qǐng)求者ID/完成者ID、標(biāo)記、流量類別、字節(jié)允許、完成代碼和屬性（包括“不偵測(cè)（no snoop）”和“靈活的順序”比特）等字段。

對(duì)于存儲(chǔ)器請(qǐng)求，該地址是 32bits 的存儲(chǔ)器地址或擴(kuò)展的 64bits 地址。對(duì)于 IO 請(qǐng)求，該地址是 32bits 的地址。對(duì)于配置事務(wù)，該地址時(shí)由總線號(hào)、設(shè)備號(hào)和功能號(hào)再加上目標(biāo)寄存器的配置寄存器地址組成的 ID。對(duì)于完成 TLP，該地址是最初發(fā)出請(qǐng)求設(shè)備的請(qǐng)求者 ID。對(duì)于消息事務(wù)，用來(lái)路由的地址時(shí)目的地設(shè)備的 ID，它由總線號(hào)、設(shè)備號(hào)和消息請(qǐng)求的目標(biāo)設(shè)備的功能號(hào)所組成。消息請(qǐng)求也可以由目標(biāo)根聯(lián)合體或上游端口隱式廣播或路由。

傳送大小或長(zhǎng)度字段指出要傳送的數(shù)據(jù)量，計(jì)算時(shí)以雙字為單位。數(shù)據(jù)傳送長(zhǎng)度可以是 1~1024 個(gè) DW。寫請(qǐng)求 TLP 在其頭的長(zhǎng)度字段中指定的這個(gè)量包括數(shù)據(jù)有效載荷。對(duì)于讀請(qǐng)求 TLP，長(zhǎng)度字段指出向完成者請(qǐng)求的數(shù)據(jù)量。這些數(shù)據(jù)在 1 個(gè)或多個(gè)完成數(shù)據(jù)包中返回。讀請(qǐng)求 TLP 沒(méi)有包含數(shù)據(jù)有效載荷字段。字節(jié)允許指定了解析字節(jié)級(jí)地址的方法。

請(qǐng)求數(shù)據(jù)包中包含發(fā)送請(qǐng)求設(shè)備的請(qǐng)求者 ID （總線號(hào)、設(shè)備號(hào)、功能號(hào)）。完成者將記住請(qǐng)求中的標(biāo)記字段并在完成中使用相同的標(biāo)記。

頭中的一個(gè)比特（TD = TLP 摘要）指出該數(shù)據(jù)包是否含有 ECRC 字段，又稱為摘要。該字段 32bits 位寬，含有端到端 CRC（ECRC）。ECRC 字段是由處理層在創(chuàng)建出站 TLP 時(shí)生成的，并且是根據(jù)整個(gè) TLP，從頭的第一個(gè)字節(jié)一直到數(shù)據(jù)有效載荷的最后一個(gè)字節(jié)（不包括? EP 比特和類型（Type）字段的bit0。在計(jì)算 ECRC時(shí)，認(rèn)為則兩個(gè)比特總是 1 計(jì)算的。當(dāng) TLP 通過(guò)結(jié)構(gòu)時(shí)，它從不會(huì)變化。當(dāng)數(shù)據(jù)包通過(guò)結(jié)構(gòu)時(shí)，接收設(shè)備檢查可能出現(xiàn)的 ECRC 錯(cuò)誤。

接收部分：處理層的接收部分將入站 TLP 保存在虛擬信道緩沖區(qū)中。接收器根據(jù) TLP 中的 ECRC 字段檢查 CRC 錯(cuò)誤。如果沒(méi)錯(cuò)。刪去 ECRC 字段，然后將在 TLP 頭中得到的信息以及數(shù)據(jù)有效載荷發(fā)送給設(shè)備核心。

流控制：流控制是在硬件級(jí)自動(dòng)管理的，且對(duì)軟件是透明的。軟件僅僅涉及使超出虛擬信道緩沖區(qū)默認(rèn)設(shè)置（成為 VC0 緩沖區(qū)）的其它緩沖區(qū)可用。鏈路定向后，自動(dòng)啟用默認(rèn)的緩沖區(qū)。因而在鏈路定向之后，允許 TLP 流量立即通過(guò)結(jié)構(gòu)。配置事務(wù)使用默認(rèn)虛擬信道緩沖區(qū)，并且在鏈路定向過(guò)程結(jié)束后可以立即開(kāi)始。

接收設(shè)備定期地發(fā)送一種稱為流控制數(shù)據(jù)包（FCx DLLP）的 DLLP 給發(fā)送設(shè)備。該 FCx DLLP 含有流控制信用（credit）信息，用來(lái)更新發(fā)送器關(guān)于接收器虛擬信道緩沖區(qū)還有多少可用空間的信息。發(fā)送器會(huì)追蹤這一信息，并且在知道遠(yuǎn)程接收器有多少空間可以接收 TLP 時(shí)，才發(fā)送 TLP 離開(kāi)其物理層。

服務(wù)質(zhì)量（QoS）：指的是以不同的優(yōu)先級(jí)和確定的延遲及帶寬路由不同應(yīng)用程序的數(shù)據(jù)包通過(guò)結(jié)構(gòu)的能力。PCI 和 PCI-X 系統(tǒng)不支持 QoS 能力。能實(shí)現(xiàn)多組虛擬信道緩沖區(qū)的? PCIe 設(shè)備具有仲裁來(lái)自不同 VC 緩沖區(qū)的 TLP 的能力。VC 緩沖區(qū)的優(yōu)先級(jí)時(shí)可配置的。因此不同 VC 緩沖區(qū)中流過(guò)系統(tǒng)的流量將遵守不同的性能。在流過(guò)不同 VC 緩沖區(qū)的 TLP 流量之間進(jìn)行仲裁的機(jī)制成為 VC 仲裁。

流量類別（TC）和虛擬信道（VC）：TC 是在數(shù)據(jù)包內(nèi)發(fā)送的一個(gè) TLP 頭字段，在端到端通過(guò)結(jié)構(gòu)時(shí)沒(méi)有改變。本地應(yīng)用軟件和系統(tǒng)軟件應(yīng)根據(jù)性能要求確定某個(gè) TLP 使用什么樣的 TC 標(biāo)志。VC 是物理緩沖區(qū)，它通過(guò)使用發(fā)送和接收器虛擬信道緩沖區(qū)，提供一種在物理鏈路上支持多個(gè)獨(dú)立邏輯數(shù)據(jù)流的手段。PCIe 設(shè)備可以最多實(shí)現(xiàn) 8 個(gè) VC 緩沖區(qū)（VC0~VC7）。TC 字段是一個(gè) 3bits 長(zhǎng)的字段，可以將不同的流量分成 8 種流量類別（TC0~TC7）。設(shè)備必須實(shí)現(xiàn) VCO。設(shè)備或交換器要實(shí)現(xiàn) TC-VC 映射邏輯，把給定 TC 號(hào)的 TLP 使用特定的 VC 號(hào)的緩沖區(qū)通過(guò)鏈路轉(zhuǎn)發(fā)。PCIe 具有映射多個(gè) TC到一個(gè) VC 的能力，因而可通過(guò)提供有限數(shù)目的 VC 緩沖區(qū)支持來(lái)降低設(shè)備成本。

端口仲裁和?VC?仲裁：處理層支持仲裁的目的是：為結(jié)構(gòu)內(nèi)的數(shù)據(jù)流提供不同的服務(wù)；提供確定的、有保證的帶寬并使端到端事務(wù)延遲最小。端點(diǎn)設(shè)備和只有一個(gè)端口的根聯(lián)合體不支持端口仲裁，僅支持處理層 VC 仲裁。

事務(wù)順序：事務(wù)順序規(guī)則可以保證與給定流量類別相關(guān)的 TLP 流量以正確的順序路由通過(guò)結(jié)構(gòu)，以防止可能發(fā)生死鎖或活鎖現(xiàn)象。與不同TC 標(biāo)志相關(guān)的流量之間沒(méi)有次序關(guān)系。處理層保證在將給定 TC 的 TLP 轉(zhuǎn)發(fā)至數(shù)據(jù)鏈路層和物理層傳輸之前，對(duì)它和其他 TC 標(biāo)志相同的 TLP 正確排序。

電源管理：處理層支持 ACPI/PCI 電源管理，同系統(tǒng)軟件要求的一樣。處理層硬件可自動(dòng)管理某設(shè)備的電源，使其在工作電源狀態(tài)的功耗最小。這種自動(dòng)電源管理成為活動(dòng)狀態(tài)電源管理，與軟件無(wú)關(guān)。與 OS 有關(guān)的電源管理軟件通過(guò)電源管理配置寄存器管理某一設(shè)備的電源狀態(tài)。

配置寄存器：設(shè)備的配置寄存器與處理層有關(guān)。這些寄存器將在初始化和總線計(jì)數(shù)期間配置。也可以由設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序配置，由運(yùn)行時(shí)軟件/OS 訪問(wèn)。這些寄存器要負(fù)責(zé)保存已協(xié)商的鏈路功能，例如鏈路帶寬和頻率。

1.2.4.3 數(shù)據(jù)鏈路層

數(shù)據(jù)鏈路層的主要功能是保證在各鏈路上發(fā)送和接收數(shù)據(jù)包時(shí)數(shù)據(jù)的完整性。如果某發(fā)送器設(shè)備發(fā)送一個(gè) TLP 至鏈路另一端的遠(yuǎn)程接收器設(shè)備，并且檢測(cè)到了一個(gè) CRC 錯(cuò)誤，則發(fā)送器設(shè)備會(huì)得到一個(gè) NAK DLLP，而且該發(fā)送器設(shè)備會(huì)自動(dòng)發(fā)送該 TLP。在錯(cuò)誤檢查和接收數(shù)據(jù)包有錯(cuò)重發(fā)的情況下，PCIe 能以非常高的概率保證由一臺(tái)設(shè)備發(fā)送的 TLP 能夠毫無(wú)錯(cuò)誤地到達(dá)其最終目的地。

發(fā)送部分：在轉(zhuǎn)發(fā)出站 TLP 至數(shù)據(jù)鏈路層前，數(shù)據(jù)鏈路層必須遵守流控制機(jī)制。如果存在足夠的信用，保存在虛擬信道緩沖區(qū)內(nèi)的 TLP 將從處理層被傳遞至數(shù)據(jù)鏈路層準(zhǔn)備發(fā)送。

下圖顯示了與數(shù)據(jù)鏈路層的 ACK-NAK 機(jī)制有關(guān)的邏輯。數(shù)據(jù)鏈路層負(fù)責(zé) TLP CRC 的產(chǎn)生和 TLP 錯(cuò)誤檢查。對(duì)于發(fā)送設(shè)備 A 的出站 TLP，將生成鏈路 CRC（LCRC）并附加在 TLP 上。另外，還要講一個(gè)序列 ID 附加在 TLP 上。設(shè)備 A 的數(shù)據(jù)鏈路層在重放緩沖區(qū)中保留該 TLP 的一個(gè)副本并發(fā)送該 TLP 給 B。數(shù)據(jù)鏈路層的遠(yuǎn)程設(shè)備 B 接收該 TLP 并檢查 CRC 錯(cuò)誤。

如果沒(méi)有錯(cuò)誤，設(shè)備 B 的數(shù)據(jù)鏈路層返回一個(gè)帶序列 ID 的 ACK DLLP 給設(shè)備 A。設(shè)備 A 可以確認(rèn)該 TLP 已經(jīng)成功到達(dá)設(shè)備 B。同時(shí)，設(shè)備 A 清除其重放緩沖區(qū)中與該序列 ID 有關(guān)的 TLP。

如果遠(yuǎn)程設(shè)備 B 在接收到的 TLP 中檢測(cè)到了 CRC 錯(cuò)誤，則一個(gè)帶序列 ID 的NAK DLLP 將被返回到設(shè)備 A。若在 TLP 傳輸過(guò)程中出現(xiàn)了錯(cuò)誤，設(shè)備 A 的數(shù)據(jù)鏈路層將重發(fā)重放緩沖區(qū)中相關(guān)的 TLP。數(shù)據(jù)鏈路層生成用于錯(cuò)誤報(bào)告和記錄機(jī)制的錯(cuò)誤標(biāo)記。

對(duì)于重放緩沖區(qū)中某一給定的 TLP，如果發(fā)送器設(shè)備接受了某一 NAK 4 次，結(jié)果將導(dǎo)致該 TLP 另外被重發(fā)了 3 次，則數(shù)據(jù)鏈路層記錄此錯(cuò)誤，報(bào)告一個(gè)可糾正的錯(cuò)誤并重新定向該鏈路。

接收部分：數(shù)據(jù)鏈路層的接收端負(fù)責(zé)入站 TLP 的 LCRC 錯(cuò)誤檢查。如果沒(méi)有檢測(cè)到錯(cuò)誤，該設(shè)備安排一個(gè) ACK DLLP 傳回遠(yuǎn)程的發(fā)送器設(shè)備。接收器設(shè)備還要負(fù)責(zé)剝?nèi)ピ?TLP 的LCRC 字段和序列 ID。數(shù)據(jù)鏈路層的接收端還能接收遠(yuǎn)程設(shè)備的 ACK 和 NAK。如果接收到一個(gè) ACK，數(shù)據(jù)鏈路層的接收端會(huì)通知發(fā)送端清除重放緩沖區(qū)中相關(guān)的 TLP。如果接收到一個(gè) NAK，接收端引起發(fā)送端的重放緩沖區(qū)重發(fā)相關(guān)的 TLP。

接收端還負(fù)責(zé)檢查接收 TLP 中的序列 ID，以檢驗(yàn)丟失的或失序的 TLP。

數(shù)據(jù)鏈路層對(duì)?TLP?和?DLLP?的影響：數(shù)據(jù)鏈路層將一個(gè) 12bits 的序列 ID 和 32bits 的 LCRC 字段與從處理層得到的出站 TLP 連接在一起。得到下圖的 TLP。序列 ID 可以用來(lái)將重放緩沖區(qū)中保存的出站 TLP 的副本與從相鄰遠(yuǎn)程設(shè)備接收的入站 ACK/NAK DLLP 聯(lián)系起來(lái)。ACK/NAK DLLP 確認(rèn)出站 TLP 已到達(dá)遠(yuǎn)程設(shè)備。

該 32bits 的 LCRC 是根據(jù) TLP 的所有字節(jié)，包括序列 ID 計(jì)算出來(lái)的。

DLLP 是一個(gè) CRC 字段為 16bits 的 4 字節(jié)數(shù)據(jù)包。8bits 的 DLLP 類型字段可以表示各種類型的 DLLP，包括 ACK、NAK、與電源管理有關(guān)的 DLLP（PM_Enter_L1、PM_Enter_L23、PM_Active_State_Request_L1、PM_Request_L1）和與流控制有關(guān)的 DLLP（InitFC1-P、InitFC1-NP、InitFC1-Cpl、InitFC2-P、InitFC2-NP、InitFC2-Cpl、UpdateFC-P、UpdateFC-NP、UpdateFC-Cpl）。16bits 的 CRC 是利用 DLLP 的所有4 個(gè)字節(jié)計(jì)算出來(lái)的。接收到 CRC 檢查失敗的 DLLP 被丟棄。丟棄一個(gè) DLLP 損失的信息是自修復(fù)的，因而后續(xù)的 DLLP 將代替丟失的信息。ACK 和 NAK DLLP 含有設(shè)備可以用來(lái)將入站的 ACK 和 NAK DLLP 與重放緩沖區(qū)中保存的 TLP 副本關(guān)聯(lián)起來(lái)的序列 ID 字段（如下圖中雜項(xiàng)字段所示）。

說(shuō)明?ACK-NAK?協(xié)議的非報(bào)告事務(wù)：

步驟1a：請(qǐng)求者發(fā)送一個(gè)存儲(chǔ)器讀請(qǐng)求 TLP（MRd）。交換器接收 MRd TLP 并利用 MRd TLP 中的 LCRC 字段檢查 CRC 錯(cuò)誤；

步驟1b：如果沒(méi)有錯(cuò)誤，則交換器返回一個(gè) ACK DLLP 給請(qǐng)求者。請(qǐng)求者丟棄其重放緩沖區(qū)中該 TLP 的副本。

步驟2a：交換器利用存儲(chǔ)器地址進(jìn)行路由，轉(zhuǎn)發(fā) MRd TLP 至正確的出端口。完成者接收 MRd TLP，并利用 LCRC 檢查接收 MRd TLP 中的 CRC 錯(cuò)誤；

步驟2b：如果沒(méi)有錯(cuò)誤，則返回者返回一個(gè) ACK DLLP給交換器。見(jiàn)換氣丟棄其重放緩沖區(qū)中該 MRd TLP 的副本；

步驟3a：完成者利用 MRd TLP 中的可選字段 ECRC 來(lái)檢查 CRC 錯(cuò)誤。假設(shè)沒(méi)有端到端錯(cuò)誤。當(dāng)完成者得到請(qǐng)求的數(shù)據(jù)時(shí)，它返回一個(gè)帶數(shù)據(jù) TLP 的完成（CplD）。交換器接收 CplD TLP，并利用 LCRC 檢查 CRC 錯(cuò)誤；

步驟3b：如果沒(méi)有錯(cuò)誤，則交換器返回一個(gè) ACK DLLP 給完成者。完成者丟棄其重放緩沖區(qū)中該 CplD TLP 的副本；

步驟4a：交換器解碼 CplD TLP 中的請(qǐng)求者 ID 字段，并路由該數(shù)據(jù)至正確的出端口。請(qǐng)求者接收 CplD TLP，并利用 LCRC 來(lái)檢查接收 CplD TLP 中的 CRC 錯(cuò)誤；

步驟4b：如果沒(méi)有錯(cuò)誤，則請(qǐng)求者返回一個(gè) ACK DLLP 給交換器。交換器丟棄其重放緩沖區(qū)中該 CplD TLP 副本。請(qǐng)求者可以利用可選 ECRC 字段中的 CRC 字段確定該 CplD TLP 是否有錯(cuò)。假設(shè)沒(méi)有端到端錯(cuò)誤，請(qǐng)求者檢查 CplD 中的完成錯(cuò)誤代碼。假設(shè)完成代碼是“成功完成”。為了將完成與原請(qǐng)求關(guān)聯(lián)起來(lái)，請(qǐng)求者將 CplD 中的標(biāo)記與原 MRd 請(qǐng)求中的標(biāo)記相匹配，并且接收數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)鏈路層的其他功能：加電或復(fù)位后，流控制機(jī)制將由數(shù)據(jù)鏈路層初始化。這一過(guò)程是在硬件層次上自動(dòng)完成的，沒(méi)有軟件的參與。

默認(rèn)虛擬通道 VC0 的流控制首先被初始化。當(dāng)軟件**其它 VC 時(shí)，對(duì)每一新**的 VC 要重讀流控制初始化過(guò)程。

1.2.4.4 物理層

物理層分成兩部分：邏輯物理層和電氣物理層。邏輯物理層包括在鏈路上發(fā)送之前，對(duì)數(shù)據(jù)包進(jìn)行有關(guān)處理的數(shù)字邏輯，或在發(fā)送數(shù)據(jù)包至數(shù)據(jù)鏈路層之前，對(duì)從鏈路上入站的數(shù)據(jù)包進(jìn)行處理的數(shù)字邏輯。電氣物理層是連接物理層和鏈路的模擬接口，由各通道的差動(dòng)驅(qū)動(dòng)器和差動(dòng)接收器組成。

發(fā)送部分：來(lái)自數(shù)據(jù)鏈路層的 TLP 和 DLLP 被定時(shí)輸入到邏輯物理層的緩沖區(qū)中。物理層在 TLP 和 DLLP 前后分別添加一個(gè)開(kāi)始和結(jié)束成幀字符。這一符號(hào)時(shí)成幀編碼字節(jié)，接收設(shè)備利用它來(lái)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)包的開(kāi)始和結(jié)束。附加在一個(gè) TLP 和 DLLP 上的開(kāi)始和結(jié)束字符如下圖所示。

發(fā)送邏輯子部分將從數(shù)據(jù)鏈路層接收的數(shù)據(jù)包整理成正確的發(fā)送格式。數(shù)據(jù)包被拆分成字節(jié)，由鏈路上的可用通道傳送。

然后，用線性反饋移位寄存器類型的擾頻器加擾數(shù)據(jù)包中的每個(gè)字節(jié)。通過(guò)加擾各個(gè)字節(jié)，可以消除鏈路上重復(fù)的比特模式，從而降低所產(chǎn)生的平均 EMI 噪聲。

得到的字節(jié)由 8b/10b 編碼邏輯編碼成 10b 的代碼。將 8b 的字符編碼成 10b 符號(hào)的主要目的，是使比特流中有足夠多的 1 到 0 和 0 到 1 的轉(zhuǎn)換，以便在遠(yuǎn)程接收器設(shè)備上 PLL 的幫助下很容易地重建接收時(shí)鐘。注意，沒(méi)有將數(shù)據(jù)和時(shí)鐘一起發(fā)送，而是比特流中含有足夠多的轉(zhuǎn)換，使得接收器設(shè)備能夠重建接收時(shí)鐘。

并行到串行轉(zhuǎn)換器用于生成每條通道上數(shù)據(jù)包的串行比特流。

接收部分：接收設(shè)備的電氣物理層會(huì)定時(shí)輸入差動(dòng)到達(dá)所有鏈路的數(shù)據(jù)包。利用串行到并行轉(zhuǎn)換器可將數(shù)據(jù)包的串行比特流轉(zhuǎn)換成 10b 的并行流。接收邏輯還有一個(gè)彈性緩沖器，可以調(diào)節(jié)發(fā)送時(shí)鐘和接收時(shí)鐘之間的時(shí)鐘頻率變化，發(fā)送時(shí)鐘是數(shù)據(jù)包比特流定時(shí)輸入接收器時(shí)鐘。8b/10b 解碼器此時(shí)用于將 10b 符號(hào)流解碼回每個(gè)符號(hào)的 8b 表示。8b 字符時(shí)去擾的。字節(jié)反拆分邏輯將重建遠(yuǎn)程設(shè)備發(fā)送的原數(shù)據(jù)包流。

鏈路定向與初始化：物理層的另一個(gè)功能是初始化和定向鏈路。鏈路初始化和定向是物理層控制的過(guò)程。這一過(guò)程配置并初始化正常工作的每條鏈路。該過(guò)程是自動(dòng)的，要確定下面的參數(shù)：

鏈路寬度；

鏈路數(shù)據(jù)速率；

通道反轉(zhuǎn)；

極性倒置；

每通道比特鎖定；

每通道符號(hào)鎖定；

多通道鏈路內(nèi)通道到通道之間的相位補(bǔ)償。

鏈路寬度：可以連接每鏈路通道數(shù)不同的兩臺(tái)設(shè)備。

通道反轉(zhuǎn)：可選。通道是編號(hào)的，設(shè)計(jì)者可能沒(méi)有正確地連接兩個(gè)端口正確通道之間的連線。在這種情況下，鏈路定向會(huì)考慮將通道號(hào)反過(guò)來(lái)，以便鏈路各端相鄰端口的通道號(hào)相匹配。部分相同的過(guò)程可能考慮將多通道鏈路分解成多條鏈路。

極性倒置：兩臺(tái)設(shè)備的 D+ 和 D- 差動(dòng)對(duì)終端的連接可能不正確。在這種情況下，定向序列接收器會(huì)將差動(dòng)接收器上的極性倒置。

鏈路數(shù)據(jù)速率：定向期間，各節(jié)點(diǎn)通告其最高數(shù)據(jù)速率能力。將用鏈路兩端對(duì)應(yīng)設(shè)備所支持的最大公共頻率來(lái)初始化該鏈路。

通道到通道之間的相位補(bǔ)償：由于多通道鏈路上鏈路導(dǎo)線長(zhǎng)度變化和驅(qū)動(dòng)器/接收器的特性不同，各通道的比特流到達(dá)接收器時(shí)相對(duì)于其它通道有相位偏移。接收器電路必須通過(guò)增加或減小各通道的延遲來(lái)補(bǔ)償這一相位偏移。

鏈路電源管理：鏈路的正常加電操作成為 L0 狀態(tài)。低功率的鏈路狀態(tài)時(shí) L0s、L1、L2 和 L3 狀態(tài)。在這些狀態(tài)下，不發(fā)送或接收數(shù)據(jù)包。當(dāng)鏈路不活動(dòng)一段時(shí)間并出現(xiàn)超時(shí)后，鏈路自動(dòng)進(jìn)入 L0s 電源狀態(tài)。進(jìn)入和退出這一狀態(tài)不設(shè)計(jì)軟件，且退出延遲最短。L1 和 L2 是比 L0s 還低的電源狀態(tài)，但退出 L1 和 L2 的延遲較大。L3 電源狀態(tài)是全關(guān)閉電源狀態(tài)。設(shè)備不能由此狀態(tài)生成喚醒事件。

復(fù)位：支持兩類復(fù)位。①冷/熱復(fù)位也稱為基本復(fù)位，發(fā)生在設(shè)備加電后（冷復(fù)位）或沒(méi)有重新施加電源的復(fù)位（熱復(fù)位）。②hot 復(fù)位有時(shí)又成為協(xié)議復(fù)位，是一種帶內(nèi)傳播復(fù)位的方法。有序集的發(fā)送就是用來(lái)發(fā)出 hot 復(fù)位信號(hào)的。軟件發(fā)起 hot 復(fù)位的生成。

電氣物理層：一臺(tái)設(shè)備的發(fā)送器與鏈路另一端另一臺(tái)設(shè)備的接收器時(shí) AC 耦合的，如下圖。AC 耦合電容器的大小在 75~200nF 之間。發(fā)送器的 DC 共模電壓時(shí)在鏈路定向和初始化期間確定的。DC 共模阻抗通常是 50Ω，而差動(dòng)阻抗通常是 100Ω。