第五章 PCIe介绍 5.8-5.13

5.8 数据链路层

      一个TLP始于事务层，终于事务层。它经由发送端的数据链路层和物理层，然后是接收端的物理层和数据链路层，最终完成TLP的发送和接收。

 数据链路层在TLP传输过程中起什么作用呢？？？

（1）发送端：数据链路层接收上层（事务层）传来的TLP，给每个TLP加上 Sequence Number（序列号）和 LCRC（Link CRC），然后转交给物理层。

（2）接收端：数据链路层会接收物理层传来的TLP，检测 CRC 和序列号。如有问题，会拒绝接收该TLP，即不会传到它的事务层，并且通知发送端重新发送；若无问题，数据链路层则会去除TLP中的序列号和 LCRC，交给它的事务层，并通知发送端TLP被正确接收。

        从上面的描述中可知，数据链路层保证了TLP在数据总线上的正常传输，并使用了握手协议（Ack / Nak）和重传（Retry）机制来保证数据传输的一致性和完整性。

        数据链路层除了保证TLP数据包的正确传输，还包括TLP流量控制和电源管理等功能。数据链路层借助 DLLP 来完成这些功能。

DLLP（Data Link Layer Packet，数据链路层的数据包），源于发送端的数据链路层，终于接收端的数据链路层。位于高层的事务层感知不到它的存在。 

数据链路层主要有四大类型的DLLP：

（1）用以确保 TLP 传输完整性的 DLLP：ACK / NAK；

（2）流控相关的DLLP；

（3）电源管理相关的DLLP；

（4）厂家自定义DLLP。

DLLP大小是 6B（物理层上加上头尾，传输的是 8B）。如下：

 不同类型的DLLP，格式相同，内容不同。下面详细介绍：

  1. ACK / NAK 协议

 

 

  2. TLP流控（流量控制，Flow Control） 

 

  3. 电源管理

        第8章详解。

5.9 物理层

 

        PCIe有更快的速度进行数据传输的原因：在物理传输上使用了”串行总线，差分信号“两大技术。

 

PCIe的三层（ 每层都有自己的数据包定义）：

（1）事务层：产生TLP，经过数据链路层和物理层传输给接收端；

（2）数据链路层：产生DLLP，经过物理层传输到对方；

（3）物理层：不仅仅为上层（事务层和数据链路层）服务，也有自己的数据包定义，称为Ordered Sets，简称OS。

 

5.10 PCIe Reset

        跟Reset相关的术语有不少，比如：Cold Reset、Warm Reset、Host Reset、Conventional Reset、Function Level Reset、Fundamental Reset、Non-Fundamental Reset。

  1. 整理这些Reset之间的关系

 

5.11 PCIe Max Payload Size 和 Max Read Request Size

 

   1. Max Payload Size（简称MPS）        

   2. Max Read Request Size

 

5.12 PCIe SSD 热插拔

      热插拨（Hot Swap)，即带电插拔，指的是在不关闭系统电源的情况下，将模块、板卡插入或拔出系统而不影响系统的正常工作。

  闪存卡有以下缺点：

 

5.13 SSD PCIe链路性能损耗分析

        下面介绍 PCIe SSD 在 PCIe 协议层面导致性能损耗的因素。 

  1. Encode 和 Decode

 

  2. TLP Packet Overhead

      Overhead：开销。

 

  3. Traffic Overhead

 

  4. Link Protocol Overhead

        Link Protocol：链路协议。

    RC（主机）和 EP（PCIe SSD）之间发送的每一个TLP，都需要告知对方接收的情况。

   5. Flow Control 流量控制

        overflow：漫出。

   6. System Parameters

        Parameters：范围。

        Transfer：转移。