LJgibbs · 2023年11月10日 · 黑龙江

一些PCIE知识整理——PCIe体系的拓扑结构

PCIe拓扑特征:图的顶部是一个CPU。这里要说明的一点是,CPU被认为是PCle层次结构的顶层。PCle只允许简单的树结构,这意味着不允许循环或其他复杂的拓扑结构。这样做是为了保持与PCI软件的向后兼容性,PCI软件使用一个简单的配置方案来跟踪拓扑,不支持复杂的环境。为了保持这种兼容性,软件必须能够与以前相同的方式生成配置周期,总线拓扑也必须与以前相同。因此,软件期望找到的所有配置寄存器仍然在那里,并且以它们始终具有的方式运行。

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Root Complex:简称RC,CPU和PCle总线之间的接口,可能包含几个组件(处理器接口、DRAM接口等),甚至可能包含几个芯片。RC位于PCI倒立树拓扑的“根”,并代表CPU与系统的其余部分进行通信。但是,规范并没有仔细定义它,而是给出了必需和可选功能的列表。从广义上讲,RC可以理解为系统CPU和PCle拓扑之间的接口,PCle端口在配置空间中被标记为“根端口”。

RC是PCIe体系结构中的一个重要的组成部件,它是CPU和PCIe总线直接的接口。它的主要功能是完成存储器域到PCIe总线域的地址转换,RC把来自CPU的request转化成PCIe的4种不同的requests(configuration, Memory, I/O, Message)并发送给接在它下面的设备。从软件的角度来看,RC像是一组虚拟的PCI-PCI桥。

PCIe协议规定可以与RC直接或者间接相连的端口称之为上游端口,在PCIe总线中,RC的位置一般在上方,这也是上游端口的由来。除上游端口之外的其它端口就是下游端口。

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Bridge:桥提供了与其他总线(如PCI或PCI- x,甚至是另一个PCle总线)的接口。如图中显示的桥接有时被称为“转发桥接”,它允许旧的PCI或PCIX卡插入新系统。相反的类型或“反向桥接”允许一个新的PCle卡插入一个旧的PCI系统。

Switch:提供扩展或聚合能力,并允许更多的设备连接到一个PCle端口。它们充当包路由器,根据地址或其他路由信息识别给定包需要走哪条路径。是一种PCIe转PCIe的桥。

Endpoint:处于PCIe总线系统拓扑结构中的最末端,一般作为总线操作的发起者(initiator,类似于PCI总线中的主机)或者终结者(Completers,类似于PCI总线中的从机)。显然,Endpoint只能接受来自上级拓扑的数据包或者向上级拓扑发送数据包。细分Endpoint类型的话,分为Lagacy PCIe Endpoint和Native PCIe Endpoint,Lagacy PCIe Endpoint是指那些原本准备设计为PCI-X总线接口的设备,但是却被改为PCIe接口的设备。而Native PCIe Endpoint则是标准的PCIe设备。其中,Lagacy PCIe Endpoint可以使用一些在Native PCIe Endpoint禁止使用的操作,如IO Space和Locked Request等。Native PCIe Endpoint则全部通过Memory Map来进行操作,因此,Native PCIe Endpoint也被称为Memory Mapped Devices(MMIO Devices)

关于PCIE LANE拆分问题:

首先需要明确PCIe设别有多少个控制端口,控制端口决定拆分结果,一般手册上有说明。

有些PCIe设备上有"PCIE_ * _PRSNTn",这个信号有多少个就有多少个控制端口,这个信号是PCIe控制器的使能信号端,不用的时候悬空即可;

e.g. 某个PCIe设备有32Lane,但是只有两个控制端口。因此拆分的时候最优的拆分是2X16。

原文:知乎
作者:Damon

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