Xilinx PCIe Gen3.0 For Uscale Plus之(二）Completer Interface

        本节描述了用于64/128/256位接口的内核用户界面的操作

Completer Interface —64/128/256-Bit

         完成接口将从PCIe链路接收到的事务（内存，I / O读/写，消息，原子操作）映射为基于AXI4-Stream协议的Completer request（CQ）接口上的事务。完成接口由两个单独的接口组成，分别用于两个方向上的数据传输。每个接口均基于AXI4-Stream协议，并且其宽度可以配置为64、128或256位。 Completer request（CQ）接口用于将请求（带有任何关联的有效负载数据）传输到用户应用程序，而Completer Completion（CC）接口用于从用户应用程序传输完成数据（针对未发布的请求）以在链路上进行转发。这两个接口独立运行，就是说，IP核可以在接收到先前请求的完成包的同时，通过CQ接口传输新请求。

完成请求接口（CQ）操作

         下图说明了IP核的完成请求接口相关的信号。 IP核在此接口上将每个TLP作为AXI4-Stream数据包提供。 数据包以128位描述符开头，对于带有有效负载的TLP，其后为数据。
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          CQ接口支持两种不同的数据对齐方式。 在双字对齐模式下，有效数据的第一个字节出现在通道    n =（16 + A mod 4）mod w中，其中A是要传输的数据块的字节级起始地址，w是宽度的宽度,在地址对齐模式下，数据始终在描述符结束后以新的节拍开始，并且其第一个有效字节在通道n = A mod w上，其中w是接口的宽度，以字节为单位。 对于内存，I / O和原子操作请求，地址A是请求中包含的地址。 对于消息，为了确定其有效负载的对齐，地址始终为0。

完成请求接口（CQ）描述符格式

        IP核将通过CQ接口从链路接收的每个请求TLP作为独立的AXI4-Stream数据包进行传输。每个数据包均以描述符开头，并且在描述符之后可以具有有效载荷数据。 描述符始终为16个字节长，并在请求数据包的前16个字节中发送。在64位接口的前两个拍子期间以及在128位或256位接口的第一个拍子期间传输描述符。下图说明了用于不同请求类型的描述符的格式。

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图1. 内存，I / O和原子操作请求的CQ描述符格式
图2. 供应商定义的消息的CQ描述符格式

图3. ATS消息的CQ描述符格式

图4. 其余所有消息的CQ描述符格式

完成请求接口（CQ）描述符字段含义

地址地段	域名	含义
1:0	地址类型	此字段仅针对内存事务和原子操作定义。 它包含从请求的TL标头中提取的AT位。 •00：请求中的地址未翻译 •01：交易是翻译请求 •10：请求中的地址是翻译后的地址 •11：保留
63:2	地址	该字段适用于内存，I / O和原子请求。 它提供来自TLP标头的地址，这是请求引用的第一个Dword的地址。 来自m_axis_cq_tuser的First_BE位必须用于确定字节级地址。 当事务指向一个32位地址时，此字段的位[63:32]为0。
74:64	数据量	这11位指示要读取或写入的块的大小（以Dwords为单位）（对于消息，为消息有效负载的大小）。 其范围是0-256个双字。 对于I / O访问，Dword计数始终为1。对于零长度内存读/写请求，Dword计数为1，且First_BE位设置为全0。
78:75	TLP类型	标识事务处理类型。见下表
95:80	请求ID号	与请求关联的PCIe请求ID。 通过对RID的传统解释，这16位被分为8位总线号[95:88]，5位设备号[87:83]和3位功能号[82:80]。 启用ARI后，地址位[95:88]携带8位总线号，[87:80]提供功能号。当请求是Non-Posted事务时，用户完成程序应用程序必须存储该字段，并将其与完成数据一起提供给IP核。
103:96	Tag号	与请求关联的PCIe标签。 当请求是非Non-Posted务时，用户逻辑必须存储该字段并将其与完成数据一起提供给IP核。 对于内存写入和消息，可以忽略此字段。
111:104		此字段仅针对内存，I / O和原子请求定义。 它提供了由BAR检查确定的请求所针对的功能编号。 使用ARI时，此字段的所有8位均有效。 否则，只有位[106：104]有效。
114:112	BarID	它为请求中的地址提供匹配的BAR编号。
120:115	Bar区域	这个6位字段仅针对内存，I / O和原子求定义，它提供与请求相匹配的BAR的区域设置。 该信息对于确定用于寻址其存储器或I / O空间的位很有用。 例如，值12表示匹配BAR的区域为4K，因此用户应用程序可以忽略地址的位[63:12]。对于VF BAR，此输出上提供的值基于内存 BAR覆盖的单个VF占用的空间。
123:121	TC
126:124	Attributes

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请求类型

完成接口存储器写操作

        下面的时序图说明了当接口宽度分别配置为64位，128位和256位时，通过Completer request（CQ）接口从链路接收的存储器写入TLP的Dword对齐传输。出于说明目的，对于整数m> 0，假定要写入内存的数据块的起始Dword地址为（m×32 +1），其大小为n个Dword，其中 n = k × 32 + 29, k > 0.。在Dword对齐方式和地址对齐方式下，传输都从16个描述符字节开始，紧接着是有效载荷字节。 m_axis_cq_tvalid信号在数据包的持续时间内保持有效，通过取消设置m_axis_cq_tready可以来延长节拍。AXI4-Stream接口信号m_axis_cq_tkeep（每个Dword位置一个）指示包中的有效Dword，包括描述符以及在描述符和有效载荷之间插入的任何空字节。即，从描述符的第一个Dword到有效载荷的最后一个Dword连续将teep位设置为1。在数据包传输过程中，当数据包未填充接口的整个宽度时，tkeep位只能在数据包的最后一个拍子中为0。 m_axis_cq_tlast信号始终在数据包的最后一个拍中声明。
        CQ接口还包括m_axis_cq_tuser总线中的第一个字节启用位和最后一个启用位。这些指示信号在数据包的第一个节拍中有效，并指定有效载荷的第一个和最后一个Dword的有效字节。m_axi_cq_tuser总线还提供了一些参考信号，可用于简化与用户界面关联的逻辑或支持其他功能。当信号包的描述符出现在总线上时，sop信号在每个数据包的第一个节拍中被声明。字节使能输出byte_en [31：0]（每个字节通道一个）指示有效负载中的有效字节。仅当有效载荷字节出现在相应通道中时才会声明对应的byte_en的位（即，对于描述符或在描述符和有效载荷之间的填充字节不声明）。声明的字节使能位从有效负载的开始始终是连续的，除非有效负载大小为两个Dword或更小。对于一字写和两字写的情况，字节使能可以是不连续的。另一个特殊情况是零长度存储器写操作，即IP核传送一个所有byte_en位都设置为0的单字有效载荷时。因此，在所有情况下，用户逻辑都可以直接使用byte_en信号来使能写操作。将相关的字节存入内存。在Dword对齐模式下，基于有效载荷的第一个有效字节的地址，描述符的末尾与第一个有效载荷字节之间可以有零个，一个，两个或三个字节的间隙。有效负载中第一个有效字节的实际位置可以从m_axis_cq_tuser总线中的first_be [3：0]或byte_en [31：0]确定。当接收到的TLP中存在事务处理提示时，IP核会在m_axis_cq_tuser总线内的信号上传输与提示关联的参数（TPH转向标记和转向标记类型）。

（未完）