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3）PCIe事務層

PCIe的事務層連接了PCIe設備核心與PCIe鏈路，這里主要基于PCIe事務層進行討論與分析。事務層采用TLP傳輸事務，完整的TLP由TLPPrefix、TLP頭、Payload和TLP Digest組成。TLP頭是TLP中最關鍵的部分，一般由三個或四個雙字的長度，其格式定義如表1所示。

表1 PCIeTLP報文頭格式

常用的PCIeTLP事務類型如表2所示。其中Non-Posted類型的事務請求需要 使用完成報文（CompletionPacket，Cpl）或帶數據的完成報文（CompletionPacketwith Data，CplD）類型的響應包返回請求狀態或數據，Posted類型的事務請求不需要使用 完成報文。 PCIe總線協議定義了基于地址的路由、基于ID的路由和隱式路由三種TLP路由 方式。其中，存儲器讀寫和I/O讀寫TLP采用基于地址的路由，該類型的報文可由 RC 或EP發出，根據TLP中的Address字段進行路由選徑。配置讀寫報文、Cpl和 CplD 完成報文使用基于ID的路由，配置讀寫報文只能由RC發出，而完成報文可由 任何設備發出，這些報文根據TransactionID進行路由選徑，TransactionID則由PCIe 總線號、設備號、功能號和Tag字段構成。消息報文使用隱式路由，一般由RC發出 EP 響應，該類型報文的路由直接由下游端口到上游端口，或為RC向EP發出的廣播。

表2 PCIeTLP事務類型

4）PCIe 配置空間

PCIe 設備具有和PCI設備相同的配置空間頭類型，此外使用PCIe拓展配置空間 管理PCIe總線。PCI配置空間頭分為Type0和Type1兩種類型，Type0類型配置空間 頭在PCIe總線中用于EP，Type1類型配置空間頭用于Switch中的虛擬PCI橋。 Type0 類型的配置空間頭結構如表3所示。其中主要的寄存器的作用如下：

（1）設備ID和供應商ID：由PCI-SIG分配，當供應商ID為16’hFFFF時表示 無效的設備；

（2）狀態寄存器：保存PCIe設備的狀態信息；

（3）命令寄存器：初始值為0，需要合理配置該寄存器才能訪問該設備的存儲 器或者I/O空間；

（4）頭類型：當值為0時表示設備使用Type0的配置空間，值為1時表示設備 使用Type1的配置空間；

（5）基地址寄存器（BaseAddressRegister，BAR）：保存PCIe 設備使用的地址空間的基地址；

（6）拓展功能指針：指向拓展配置空間的偏移地址。

表3 PCIeType0類型配置空間頭

Type1類型的配置空間頭如表4所示。其中主要寄存器的作用如下：

（1）00h~14h的寄存器作用與Type0類型的相同；

（2）下級最大總線號、下一級總線號、上一級總線號：下級最大總線號為該設 備下游的PCIe子樹中最大的總線號，下一級總線號為直接連接在該設備下游端口的 總線號，上一級總線號為與該設備上游端口直接連接的總線號，三者共同確定了該設 備在PCIe樹中的位置；

（3）存儲地址大小、存儲基地址：兩者共同表示分配到該設備的存儲地址域；

（4）拓展功能指針：指向拓展配置空間的偏移地址。

表4 Type1類型的配置空間頭

審核編輯 黃宇