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PCIExpress存储器、I/O和TLP读写配置

【摘要】:本节讲述PCIe总线定义的各类TLP,并详细介绍这些TLP的格式。在PCIe总线中,存储器读写,I/O读写和配置读写请求TLP由以下几类报文组成。存储器读请求TLP和读完成TLP当PCIe主设备,RC或者EP,访问目标设备的存储器空间时,使用Non-Posted总线事务向目标设备发出存储器读请求TLP,目标设备收到这个存储器读请求TLP后,使用存储器读完成TLP,主动向主设备传递数据。PCIe主设备仅使用存储器写请求TLP即可完成DMA写操作,主设备不需要目标设备的回应报文。

本节讲述PCIe总线定义的各类TLP,并详细介绍这些TLP的格式。在这些TLP中,有些格式对于初学者来说较难理解。为此本书将在第12章中结合一个设计实例,进一步描述这些TLP格式。

但是在阅读第12章的内容之前,读者需要建立PCIe总线中与TLP相关的一些基本概念,特别是存储器读写相关的报文格式。在PCIe总线中,存储器读写,I/O读写和配置读写请求TLP由以下几类报文组成。

(1)存储器读请求TLP和读完成TLP

当PCIe主设备,RC或者EP,访问目标设备的存储器空间时,使用Non-Posted总线事务向目标设备发出存储器读请求TLP,目标设备收到这个存储器读请求TLP后,使用存储器读完成TLP,主动向主设备传递数据。当主设备收到目标设备的存储器读完成TLP后,将完成一次DMA读操作。

(2)存储器写请求TLP

在PCIe总线中,存储器写使用Posted总线事务。PCIe主设备仅使用存储器写请求TLP即可完成DMA写操作,主设备不需要目标设备的回应报文。

(3)原子操作请求和完成报文

原子操作由PCIe V2.1总线规范引入,一个完整的原子操作由原子操作请求和原子操作完成报文组成。原子操作的使用方法与其他Non-Posted总线事务类似,首先PCIe主设备向目标设备发送原子操作请求,之后目标设备向主设备发送原子操作完成报文,结束一次原子操作。有关原子操作的详细说明见第6.3.5节。(www.chuimin.cn)

(4)I/O读写请求TLP和读写完成TLP

在PCIe总线中,I/O读写操作使用Non-Posted总线事务,I/O读写TLP都需要完成报文做为回应。只是在I/O写请求的完成报文中不需要“带数据”,而仅含有I/O写请求是否成功的状态信息。

(5)配置读写请求TLP和配置读写完成TLP

从总线事务的角度上看,配置读写请求操作的过程与I/O读写操作的过程类似。配置读写请求TLP都需要配置读写完成作为应答,从而完成一个完成的配置读写操作。

(6)消息报文

与PCI总线相比,PCIe总线增加了消息请求事务。PCIe总线使用基于报文的数据传送模式,所有总线事务都是通过报文实现的,PCIe总线取消了一些在PCI总线中存在的边带信号。在PCIe总线中,一些由PCI总线的边带信号完成的工作,如中断请求和电源管理等,在PCIe总线中由消息请求报文实现。