在Switch中存在多个端口，其中来自不同Ingress端口的报文可以发向同一个Egress端口，因此Switch必须要解决端口仲裁和路由选径的问题。所谓端口仲裁指来自不同Ingress端口的报文到达同一个Egress端口的报文通过顺序，端口仲裁机制如图4-11所示。
图4-11 PCIe总线基于端口的仲裁机制
在一个Switch中设有仲裁器，该仲裁器规定了数据报文通过Switch的规则。在PCIe总线中存在两种仲裁机制，分别是基于VC和基于端口的仲裁机制。端口仲裁机制主要针对RC和Switch，当多个Ingress端口需要向同一个Egress端口发送数据报文时需要进行端口仲裁。具体地讲，在PCIe体系结构中有三个端口，需要进行端口仲裁。
●Switch的Egress端口。当EP A和EP B同时访问EP C，D或者DDR-SDRAM时，需要通过Switch的Egress端口C。此时Switch需要进行端口仲裁确定是EP A的数据报文还是EP B的数据报文优先通过Egress端口C。
●多端口RC的Egress端口。当RC的端口1和端口3同时访问Endpoint C时，RC的端口2需要进行端口仲裁，决定来自RC哪个端口的数据可以率先通过。
●RC通往主存储器的端口。当RC的端口1、端口2和端口3同时访问DDR控制器时，这些数据报文将通过RC的Egress端口4，此时需要进行端口仲裁。
在PCIe体系结构中，链路的端口仲裁需要根据每一个VC独立设置，而且可以使用不同的算法进行端口仲裁。
下文以图4-11中，Switch的两个Ingress端口A和B向Egress端口C发送数据报文为例，简要说明端口仲裁和VC仲裁的使用方法，其过程如图4-12所示。
基于VC的仲裁是指发向同一个端口的数据报文，根据使用的VC而进行仲裁的方式。当来自端口B和端口A数据报文（分别使用VC0和VC1通路）在到达端口C之前，需要首先进行端口仲裁后，才能进行VC仲裁。PCIe总线规定了3种VC仲裁方式，分别为Strict Priority，RR（Round Robin）和WRR（Weighted Round Robin）算法。
图4-12 VC仲裁示意图
当使用Strict Priority仲裁方式时，发向VC7的数据报文具有最高的优先级，而发向VC0的数据报文优先级最低。PCIe总线允许对Switch或者RC的部分VC采用Strict Priority方式进行仲裁，而对其他VC采用RR和WRR算法，如VC7～VC4采用Strict Priority方式，而采用其他方式处理VC3～VC0。
使用RR方式时，所有VC具有相同的优先级，所有VC轮流使用PCIe链路。WRR方式与RR算法类似，但是可以对每一个VC进行加权处理，采用这种方式可以适当提高VC7的优先权，而将VC0的优先权适当降低。(www.chuimin.cn)
我们假定Ingress端口A和Ingress B向Egress端口C进行数据传递时，使用两个VC通路，分别是VC0和VC1。其中标签为TC0～TC3的数据报文使用VC0传送，而标签为TC4～TC7数据报文使用VC1传送。
而数据报文在离开Egress端口C时，需要首先进行端口仲裁，之后再通过VC仲裁，决定哪个报文优先传送。数据报文从Ingress A/B端口发送到Egress C端口时，将按照以下步骤进行处理。
（1）首先到达Ingress A/B端口的数据报文，将根据该端口的TC/VC映射表[10]决定使用该端口的哪个VC通道。如图4-12所示，假设发向端口A的数据报文使用TC0～TC3，而发向端口B的数据报文使用TC0～TC7，这些数据报文在端口A中仅使用了VC0通道，而在端口B中使用了VC0和VC1两个通道。
（2）数据报文在端口中传递时，将通过路由部件（Routing Logic），将报文发送到合适的端口。如图4-12所示，端口C可以接收来自端口A或端口B的数据报文。
（3）当数据报文到达端口C时，首先需要经过TC/VC映射表，确定在端口C中使用哪个VC通路接收不同类型的数据报文。
（4）对于端口C，其VC0通道可能会被来自端口A的数据报文使用，也可能会被来自端口B的数据报文使用。因此在PCIe的Switch中必须设置一个端口仲裁器，决定来自不同数据端口的数据报文如何使用VC通路。
（5）数据报文通过端口仲裁后，获得VC通路的使用权之后，还需要经过Switch中的VC仲裁器，将数据报文发送到实际的物理链路中。
PCIe总线规定，系统设计者可以使用以下三种方式进行端口仲裁。
（1）Hardware-fixed仲裁策略。如在系统设计时，采用固化的RR仲裁方法。这种方法的硬件实现原理较为简单，此时系统软件不能对端口仲裁器进行配置。
（2）WRR仲裁策略，即加权的RR仲裁策略，该算法和Time-Based WRR算法的描述见第4.3.3节。
（3）Time-Based WRR仲裁策略，基于时间片的WRR仲裁策略，PCIe总线可以将一个时间段分为若干个时间片（Phase），每个端口占用其中的一个时间片，并根据端口使用这些时间片的多少对端口进行加权的一种方法。使用WRR和Time-Based WRR仲裁策略，可以在某种程度上提高PCIe总线的QoS。
PCIe设备的Capability寄存器规定了端口仲裁使用的算法，详见第4.3.3节。有些PCIe设备并没有提供多种端口仲裁算法，可能也并不含有Capability寄存器。此时该PCIe设备使用Hardware-fixed仲裁策略。
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