深入解读PCIe 2.0规范及其架构

PCIE（ Peripheral Component Interconnect Express），即外设组件互连快速版，是一种高速串行计算机扩展总线标准，它旨在替代旧的PCI、PCI-X总线标准。本知识点将详细介绍PCIE 2.0规范的主要内容和技术细节。 ### 一、PCIE 2.0规范概述 PCIE 2.0是继PCIE 1.0与PCIE 1.1之后的第二个主要版本，对原始规范做出了大量改进，包括增加了传输带宽和改进了传输协议等。 #### 1. PCIE 2.0规范的目标和组织结构 - 目标：规范明确指出其旨在提供一个第三代I/O互连解决方案，相比于之前的版本，PCIE 2.0在性能和功能上都有了显著提升。 - 组织结构：文档遵循一定的组织结构，方便读者按照逻辑顺序理解其内容。 #### 2. 文档约定 文档使用了明确的术语和缩写词来表述概念和技术细节，以便读者能够准确理解规范内容。 ### 二、PCIE 2.0体系结构和组成 #### 1. 介绍PCIE 2.0 - 第三代I/O互连技术：PCIE 2.0是第三代I/O互连技术，代表了其在性能上的大幅跃进。 - PCIE链路：规范中详细介绍了PCIE链路的构建方式和工作原理。 - PCIE体系拓扑：描述了PCIE网络的拓扑结构，包括根复合体（Root Complex）、端点（Endpoints）、交换器（Switch）、事件收集器（Root Complex Event Collector）以及PCI Express与PCI/PCI-X桥接器等元素。 #### 2. PCIE链路配置 - 拓扑结构配置：提供了对如何配置PCIE网络拓扑的详细说明。 #### 3. PCIE分层概述 - 分层结构：规范中定义了交易层（Transaction Layer）、数据链路层（Data Link Layer）、物理层（Physical Layer）的分层概念，并对层功能和服务进行了阐述。 ### 三、交易层详细说明 #### 1. 交易层概述 - 地址空间、事务类型及使用：解释了不同的地址空间和事务类型，以及它们的适用场景。 - 包格式概述：介绍了各种包格式的设计和使用。 #### 2. 交易层协议与包定义 - 公共包头字段：详细描述了PCIE包头中必须包含的信息。 - 带数据负载的TLP规则：阐述了包含数据负载的事务层包（TLP）的规则。 - TLP摘要规则：提供了在传输过程中如何创建和验证TLP摘要的规则。 - 路由和寻址规则：讲解了数据包在PCIE网络中如何路由和寻址。 - 第一/最后一个DW字节使能规则：介绍了如何处理数据包中的第一个和最后一个DW（Double Word）字节。 - 事务描述符：解释了事务描述符的格式和用法。 - 内存、I/O和配置请求规则：阐述了不同类型请求的规则和限制。 - 消息请求规则：详细说明了不同消息请求的格式和要求。 - 完成规则：描述了完成事务时应遵循的规则。 ### 四、参考文档 - 规范中引用了其他文档，提供了对相关技术的进一步深入阅读和参考资料。 ### 五、总结 PCIE 2.0规范深入地覆盖了PCIE技术的各个方面，包括其架构、分层模型、协议细节以及如何实现各种事务。作为系统设计师、硬件工程师或IT专业人员，掌握PCIE 2.0规范的知识对于开发和维护基于此标准的硬件设备至关重要。通过对规范的深入理解，能够更好地设计出与现代计算机系统兼容的高效能硬件产品。