PCIE链路训练-状态机描述1

状态机描述

Config.linkwidth.start：

1.

（1）Linkup = 0 + 状态机没有执行链路宽度的升级（upconfiguration of the Link width）：那么tx会在所有active的dsp上发送TS1，其中link num为具体内容，lane num为pad；

（2）upconfigure_capable为1（这个变量为1一般表示上层逻辑执行链路宽度的减少），并且状态机没有执行upconfiguration of the Link width，那么自从进入到recovery状态之后，并且在当前子状态下收到了两个连续的TS1，其中link num和lane num均为pad，此后检测到退出Electrical Idle，那么tx会在inactive Lane上发送TS1，其中link num为具体内容，lane num为pad；

那么什么是active的lane呢？-dsp/usp均满足

从Polling状态进入此子状态时，所有检测到接收端的通道会被视作Active Lane。从Recovery状态进入此子状态时，所有历经 Configuration.Complete 状态的链路上的通道，都会被视作Active Lane。

另外注意一点，DSP必须在发送的TS1中通告自身所有支持的速率，其中也需要包括端口不打算使用的速率。

此外针对usp，还需要注意，如果此时的状态跳转不是由 LTSSM 超时触发的，那么此时发送方应该在 Configuration 状态中发送的 TS1 中置位 Autonomous Change 比特 (Symbol 4, bit 6) ，表示发送方出于自身（Autonomous ）原因想要改变链路宽度，从而进入 Configuration 状态。

2.

（1）dsp：

Linkup = 1 + 状态机执行链路宽度的升级（upconfiguration of the Link width）：那么tx会在那么会在下列三类通道上发送link num和lane num均为pad的TS1.

A：当前工作的通道上；

B：想要激活的非工作通道；

C：自从进入recovery状态之后已经收到两个连续的TS1接收到TS1的通道上，并且，在该通道上检测到退出Electrical Idle。

  Usp：tx会在下列三类通道上发送link num和lane num均为pad的TS1.

A：当前工作的通道上；

B：想要激活的非工作通道；

C：如果upconfigure_capable为1，针对inactive的lane，并且这个lane自从进入recovery状态之后已经收到两个连续的TS1接收到TS1的通道上，并且，在该通道上检测到退出Electrical Idle的lane。

注意三点：

A：如果 USP 打算恢复链路宽度，LTSSM 首先等待下述两个条件任意满足一个：所有待激活的通道上都接收到两个连续的链路编号有效，通道编号为填充符号的TS1或者任意一个待激活通道进入本状态超过1ms

B：为了避免将链路的宽度配置小于正常宽度，协议建议如果在多通道链路上发现某些通道出现错误或者失去 Block Alignment 状态，那么延迟一段时间后再进行本过程。8b/10b 编码时等待至少2个TS1，128b/130b 编码时至少等待34个 TS1，但任何情况下不要等待超过1ms。

C：在激活不工作的通道后，发送端必须等待发送共模电压（Tx common mode voltage）稳定，才能退出电气空闲状态并开始发送TS1。

（2）那么什么时候开始发送link num为具体数值，但是lane num为pad的TS1呢？在满足以下条件之一即可：

Dsp

A：在发送TS1的lane上收到了收到了两个连续的TS1，并且link num和lane num均为pad；

B：1ms超时；

另外注意两点，在激活不工作的通道时，发送端必须等待发送共模电压（Tx common mode voltage）稳定，才能退出电气空闲状态并开始发送TS1；对于组合为同一链路的通道，他们的链路编号必须相同。只能在支持多链路配置的不同链路之间才可以分配不同的链路编号。

Usp：

如果一些通道接收到了两个连续的链路编号有效，通道编号为填充符号的TS1， usp选取其中一个接收到的链路编号作为这些通道的链路编号，并在所有收到链路编号非空的TS1的通道上，回复采用该链路编号的TS1，通道编号继续使用填充字符。对于剩下的通道，如果他们检测到了接收方，但是还没有收到链路编号，那么则发送链路编号和通道编号都采用填充符号的TS1。

3.针对支持crosslinks特性：

Dsp

会在所有detect阶段检测为receiver的lane上先发送16~32个TS1，其中link num为具体数值，lane num为pad。在此之后，任意一个lane在收到两个连续的TS1，其中link num为具体数值，lane为pad，随后dsp转变为usp（为了根据timeout机制决定谁才是真正的dsp，如果 DSP 接收到的第一批 TS1 中，链路编号就已经不是填充符号了，那么 DSP 通过这种现象就意识到存在交叉链路（Crosslink），链路对端设备此时也是 DSP。针对这种情况，面向下游的通道将转换为面向上游通道，DSP 等待长度随机的超时时间后，重新进入 Configuration.Linkwidth.Start 状态，只不过此时该通道将变成面向上游的通道）。并且转变为Configuration.Linkwidth.Start的条件变为和usp一样。

注意两点，针对两端都想变为dsp的情况，可以让双方都先变为usp，随后双方都随机等一个时间，超时后usp转变为dsp。因为双方的超时时间长度是不同的，最终将有一个端口成为 DSP ，而另一个端口仍然是 USP，这样一来训练就可以继续进行。超时时间长度必须是随机，这样即使链路双方的端口实现完全相同，也不会出现死锁的情况；如果支持交叉链路特性，那么在接收的 TS1 的链路编号从PAD转换到非PAD符号的过程中，不允许出现TS2打断这个过程。

Usp：

对于支持交叉链路特性的 USP 来说，当 LinkUp = 0b 时，需要在所有检测到接收端的通道上至少发送 16-32 个 TS1，其中链路编号和通道编号采用填充符号。随后任何usp的一些通道上接收到了两个连续的链路编号有效，通道编号为填充符号的TS1，那么有如下操作和条件：

A：tx持续发送TS1，link num和lane num均为pad；

B：如果任意通道接收到了两个连续的链路编号有效，通道编号为填充符号的TS1， usp选取其中一个接收到的链路编号作为这些通道的链路编号，并在所有收到连续两个链路编号非空的TS1的通道上（lane编号为lane），回复采用该链路编号的TS1，通道编号继续使用填充字符。对于剩下的通道，如果他们检测到了接收方，但是还没有收到链路编号，那么则发送链路编号和通道编号都采用填充符号的TS1。下一个状态是 Configuration.Linkwidth.Accept。

C：为了避免将链路的宽度配置小于正常宽度，协议建议如果在多通道链路上发现某些通道出现错误或者失去 Block Alignment 状态，那么延迟一段时间后再进行本过程。8b/10b 编码时等待至少 2 个 TS1，128b/130b 编码时至少等待 34 个 TS1，但任何情况下不要等待超过 1ms。

注意，如果不满足上述条件，经过Tcrosslink时间后，16-32个TS1，其中linknum和lane num均为pad，usp变为dsp，下个状态变为Configuration.Linkwidth.Start（相当于重新开始）。

Config.linkwidth.accept：

Dsp：

dsp提议通道编号值。如果一条链路可以由多个通道合并组成，这些通道都可以收到两个连续的，链路编号值相同的 TS1，那么dsp会为他们发送链路编号一致，但是通道编号各不相同的TS1。对于剩下的通道，如果他们没有接收到TS1，那么发送链路编号和通道编号都采用填充符号的TS1，不能打断原有发送过程。

为了避免将链路的宽度配置小于正常宽度，协议建议如果在多通道链路上发现某些通道出现错误或者失去 Block Alignment 状态，那么延迟一段时间后再进行本过程。8b/10b 编码时等待至少2个TS1，128b/130b 编码时至少等待34个TS1，但任何情况下不要等待超过1ms。-dsp/usp均满足

1.变量变化

A：在满足如下条件的时候use_modified_TS1_TS2_Ordered_Set变为1：

（1）LinkUp = 0b -dsp/usp均满足

（2）自从进入polling状态以来，tx已经在polling/Configuration状态下发送Modified TS1/TS2，在TS1/TS2中设置symbol5中的Enhanced Link Behavior Control field为‘b11。针对up端，要求在所有的TS1/TS2中发送这样的序列

（3）导致从polling.configuration转变到configuration状态的那8个连续的TS2的data rate中设置了Enhanced Link Behavior Control field位为’b11（symbol5）+TS2中的32.0 GT/s data rate is supported设为1。注意这8个TS2要求是连续的，并且是在所有lane上都收到才能满足从polling.configuration转变到configuration状态。-dsp/usp均满足

B：在满足如下变化Flit_Mode_Enabled变量设为1：

（1）LinkUp = 0b-dsp/usp均满足

（2）自从进入polling状态以来，tx已经在polling/Configuration状态下发送相关TS1/TS2，在其中TS1/TS2中设置symbol4中bit0，也就是Flit Mode Supported bit中的Data Rate Identifier为‘b1。-dsp/usp均满足

（3）导致从polling.configuration转变到configuration状态的那8个连续的TS2的data rate中设置了flit mode supported位（也就是symbol4的bit0）为1。注意这8个TS2要求是连续的，并且是在所有lane上都收到才能满足从polling.configuration转变到configuration状态。-dsp/usp均满足

usp：

usp在从dsp提供的链路编号中选择其中一个，填充至所有通道的TS1中，反馈发送给dsp。这里所有通道指的是那些所有接收链路编号不为填充字符TS1的通道。在所有剩余的通道中，如果检测到对端接收方，但是没有接收到有效链路编号的通道，将继续发送链路编号和通道编号采用填充符号的TS1。

如果一个link可以使用具体数值的link num号来实现configured link（注意，这个link num来自于收到的两个连续的TS1，并且这两个TS1中的link num和lane num均不为pad，两个连续的TS1中的link num和lane num前后一致），那么TS1会发送和收到的TS1的link num/lane num一致或不一致的TS1（针对不一致的TS1往往是存在于lane reversed）。

另外注意三点：

（1）收到的TS1既可以是标准的TS1，也可以是Modified的TS1（Modified的TS1只有在use_modified_TS1_TS2_Ordered_Set为1的情况下）；

（2）针对lane进行编号的时候，需要注意，lane num必须要针对连续的grouping的lane进行连续的编号，针对没有收到TS1的lane，相当于这个lane不属于一个grouping的lane。剩下的lane必须要发送link num和lane num均设为pad的TS1。

（3）比如说一个 x8 链路，将会把它的通道编号为 0-7。端口需要支持链路容纳其所拥有的最大通道数，也需要支持链路容纳最少至一个通道。通道总是从 0 开始编号，并且需要是连续编号不中断的。比如，如果一个 x8 链路上有些通道不工作，它可能可以转而配置成一个 x4 链路，这种情况下它必须使用通道 0-3。再举一个例子，如果是链路的通道 2 无法正常工作，无法使用通道 0，1，3，4 组成一个 x4 链路，因为它们的编号是不连续的。链路上任何剩余的通道必须发送链路和通道编号都使用填充符号的 TS1。

Configuration.Lanenum.Wait

如果use_modified_TS1_TS2_Ordered_Set为1，需要注意：

（1）tx需要发送Modified TS1而不是正常的TS1；

（2）rx端必须检查是否收到Modified TS1（注意一开始进入这个状态的时候可能还是收到标准的TS1，需要检查的是收到连续的Modified TS1）

为了避免将链路的宽度配置小于正常宽度，协议建议如果在多通道链路上发现某些通道出现错误或者失去 Block Alignment 状态，那么延迟一段时间后再进行本过程。8b/10b 编码时等待至少 2 个 TS1，128b/130b 编码时至少等待 34 个 TS1，但任何情况下不要等待超过 1ms。

Dsp：

在 Configuration.Lanenum.Wait 状态期间，DSP 会继续发送链路和通道编号为非填充值的 TS1，直至满足某个跳转到其他状态的条件。

Usp：

在 Configuration.Lanenum.Wait 状态期间，USP 会继续发送链路和通道编号为非填充值的 TS1，直至满足某个跳转到其他状态的条件。