PCI Express学习篇---Power Management(一)

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此篇为Power Management概述。下一篇介绍L1低功耗状态。

PCIe的Power Management（PM）分为两种：

PCI-Compatible PM:  符合PCI协议的电源管理，由软件通过Configuration Requests发起;

Active State Power Management(ASPM)：定义基于硬件控制的电源管理，同时定义了唤醒系统的机制，PME message机制。

以下先介绍一些基本知识：

PCIe 包含四种电源状态——D0,D1,D2,D3 (D3hot,D3cold)

1. D0和D3是强制必须存在的状态，D1和D2是可选的状态；

2. D0是full power的状态，D1为slight sleep, D2为deep sleep，D3hot无Main Power但是存在AUX Power,D3cold是全部off的状态；

3. D0分为D0uninitialized和D0active状态， Convertional Reset(后续会介绍)和FLR后会进入D0uninitialized，配置BME,MSE,ISE后会进入D0active；

4. 按照省电的顺序D0

PCIe包含几种链路状态——L0,L0s,L1,L2 (L1包含子状态，后续再介绍)

1. L0是Fully Active状态;

2. L0s，低功耗模式，仅支持ASPM方式，是硬件自动发起的，软件无法控制，是单向的，比如upstream有大量数据，downstream没有数据的时候downstream可以独立的进入L0s；

3. L1，低功耗模式，支持两种方式PCI-PM，ASPM；L1子状态可以关闭参考时钟、Tx common mode电路，Rx electric idle detect电路更加省电；

4. L2，低功耗模式，仅支持PCI-PM方式，关闭参考时钟、关闭PLL、关闭Main Power, 但是需要保留Aux Power;

5. L3，低功耗模式，仅支持PCI-PM方式，处于所有power都off的状态；

6. 按照省电的顺序L0

电源状态和链路状态是有对应关系的，需要熟悉以下几点：

1. D0状态下可以对应L0,L0s,L1；

2. D1、D2、D3hot对应的链路状态是L1；

2. D3cold对应的链路状态是L2，L3。

关于寄存器方面，有两个很重要的寄存器可以先简单的了解下：

1. PCIe配置空间的Power Management Capabilities的Power Management Control/Status(PMCSR)包含PowerState bit位, 为电源状态， 其中00-D0 01-D1 10-D2 11-D3hot

2.PCIe配置空间的Power Management Capabilities的Power Management Control/Status(PMCSR)包含PME_EN bit位，为PME Message使能，只有PME Support位为1（Power Management Capabilities寄存器中）且PME_EN=1时，可以发起PME Message.

先简要地介绍下PCI-PM和ASPM，后面会详细介绍。

PCI-PM：

由Power management software发起, 例如RC和EP相连的情况下，RC会向EP发起CfgWr配置EP的PMCSR 寄存器PowerState改变直接电源状态，这会自动引起链路状态的改变；

例如配置EP为D1，D2，D3hot状态，会使EP进入L1状态

ASPM

包含L0s和L1 ASPM，ASPM名称的“Acitve”的意思可以理解为L0s和L1 ASPM都是在D0下发生的。

ASPM是基于硬件“hardware-based”的电源管理，软件不能控制具体的过程只能enable/disable

 

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