pcie接口介绍
注：以下内容主要参考《PCI Express System Architecture》文档，下载地址：https://www.mindshare.com/Books/Titles/PCI_Express_System_Architecture
一、PCIe接口的发展历程
PCI-Express(peripheral component interconnect express)是一种高速串行计算机扩展总线标准，它原来的名称为“3GIO”，是由英特尔在2001年提出的，旨在替代旧的PCI，PCI-X和AGP总线标准。pci或pcie接口在pc机上很常见，显卡、网卡、声卡都是通过pci或在pcie接口跟cpu连接的。
PCIe是有PCI和PCI-X发展而来，如下表所示：
PCIe的发展历程如下图所示：
二、PCIe 通讯协议
2.1 PCIe层划分
PCIe总线的层次组成结构与网络中的层次结构有类似之处，但是PCIe总线的各个层次都是使用硬件逻辑实现的。在PCIe体系结构中，数据报文首先在设备的核心层(Device Core)中产生，然后再经过该设备的事务层(Transaction Layer)、数据链路层(Data Link Layer)和物理层(Physical Layer)，最终发送出去。而接收端的数据也需要通过物理层、数据链路和事务层，并最终到达Device Core。
1 事务层
事务层定义了PCIe总线使用总线事务，其中多数总线事务与PCI总线兼容。这些总线事务可以通过Switch等设备传送到其他PCIe设备或者RC。RC也可以使用这些总线事务访问PCIe设备。
事务层接收来自PCIe设备核心层的数据，并将其封装为TLP(Transaction Layer Packet)后，发向数据链路层。此外事务层还可以从数据链路层中接收数据报文，然后转发至PCIe设备的核心层。
事务层的一个重要工作是处理PCIe总线的“序”。在PCIe总线中，“序”的概念非常重要，也较难理解。在PCIe总线中，事务层传递报文时可以乱序，这为PCIe设备的设计制造了不小的麻烦。事务层还使用流量控制机制保证PCIe链路的使用效率。有关事务层的详细说明见第6章。
2 数据链路层
数据链路层保证来自发送端事务层的报文可以可靠、完整地发送到接收端的数据链路层。来自事务层的报文在通过数据链路层时，将被添加Sequence Number前缀和CRC后缀。数据链路层使用ACK/NAK协议保证报文的可靠传递。
PCIe总线的数据链路层还定义了多种DLLP(Data Link Layer Packet)，DLLP产生于数据链路层，终止于数据链路层。值得注意的是，TLP与DLLP并不相同，DLLP并不是由TLP加上Sequence Number前缀和CRC后缀组成的。
3 物理层
物理层是PCIe总线的最底层，将PCIe设备连接在一起。PCIe总线的物理电气特性决定了PCIe链路只能使用端到端的连接方式。PCIe总线的物理层为PCIe设备间的数据通信提供传送介质，为数据传送提供可靠的物理环境。
物理层是PCIe体系结构最重要，也是最难以实现的组成部分。PCIe总线的物理层定义了LTSSM(Link Training and Status State Machine)状态机，PCIe链路使用该状态机管理链路状态，并进行链路训练、链路恢复和电源管理。
PCIe总线的物理层还定义了一些专门的“序列”，有的书籍将物理层这些“序列”称为PLP(Phsical Layer Packer)，这些序列用于同步PCIe链路，并进行链路管理。值得注意的是PCIe设备发送PLP与发送TLP的过程有所不同。对于系统软件而言，物理层几乎不可见，但是系统程序员仍有必要较为深入地理解物理层的工作原理。
数据包在各个层的处理如下所示：
二、PCIe主要特性
2.1 PCIe事务层协议
PCIe设备之间的数据是是以数据包的形式传递的，事务层的包为Transaction Layer packets (TLPs)，事务层按照事务类型可分为存储器读事务、存储器写事务、存储器读锁、IO读、IO写、读配置、写配置、信息事务。如下表所示：
Non-Posted模式：请求者发送一个LTP请求包给完成者，完成者随后需要返回一个LTP完成包给请求者，这样请求者就能知道完成者成功接收到了信息。
Posted模式：请求者发送一个LTP请求包给完成者，完成者不需要返回一个LTP完成包给请求者，这种方式请求者无法知道完成者成功接收到了信息。
2.2 PCIe TLP包类型
TLP数据包类型有以下几种：
Non-Posted模式的TLP包含memory read request (MRd), IO readrequest (IORd), and configuration read request type 0 or type 1 (CfgRd0,CfgRd1) TLPs，交互方式如下所示：
Post模式的TLP包含
下面是一个传输的例子：
2.3 PCIe路由形式
不同与PCI和PCI-X用共享总线的方式，PCIe使用路由的方式完成数据传输
2.4 PCIe 协议层次划分
