物理层主要由物理层逻辑模块和物理层电气模块组成，本节主要介绍物理层的逻辑模块，包括8/10b编码、链路训练等一些最基础的内容，并通过介绍差分信号的工作原理，简要介绍物理层的电气模块。物理层的电气模块与差分信号的工作原理密切相关，这部分原理包括一系列与信号完整性相关的课题。PCIe总线的物理层对信号传送进行了一系列约定，以保证信号传递的完整性。......
2025-09-30
PCIExpress生产/消费者工作原理
【摘要】：在生产/消费者模型初始化时，Flag和Status位都为0，之后生产者和消费者通过操纵和检测Flag和Status位，进行数据传递。表11-2 生产/消费者的工作流程由以上描述，可以发现生产者仅轮询Status位，在条件允许时将该位清零，而直接对Flag位写1；消费者仅轮询Flag位，并在条件允许时将该位清零，而直接对Status位写1。由此可见，生产/消费者模型的正确运行是有条件的。而且这个“序”需要考虑在一个系统中存在多个生产者、多个消费者和多个数据缓冲的情况。
在生产/消费者模型初始化时，Flag和Status位都为0，之后生产者和消费者通过操纵和检测Flag和Status位，进行数据传递。其中生产者负责将数据填入到数据缓冲中，而消费者负责将数据从缓冲中取出，其实现过程如表11-2所示。
表11-2 生产/消费者的工作流程
由以上描述，可以发现生产者仅轮询Status位，在条件允许时将该位清零，而直接对Flag位写1；消费者仅轮询Flag位，并在条件允许时将该位清零，而直接对Status位写1。
设计者在使用生产/消费者模型时，需要注意两个竞争条件。(https://www.chuimin.cn)
（1）由于生产者对“Flag位置1”和“数据写入数据缓冲”可能没有采用相同的路径，因此这两个动作不一定同步进行。当生产者将Flag位置1时，可能数据没有完全写入到缓冲中。但是在消费者查询Flag位已经为1，并将该位清零之后，数据一定要写入缓冲中，否则消费者将得到无效数据。
（2）消费者对“数据从缓冲读出”和“Status位置1”也可能没有采用相同的路径，这两个动作也不一定同步。因此消费者将Status位置1时，可能数据没有完全从缓冲中读出。但是在生产者查询Status位已经为1，并将该位清零之后，数据一定要从缓冲读出，否则生产者将会清除缓冲中的有效数据。
由此可见，生产/消费者模型的正确运行是有条件的。为此在一个实际的系统应用中，必须合理安排数据访问的“序”，使得该模型能够正常运转。而且这个“序”需要考虑在一个系统中存在多个生产者、多个消费者和多个数据缓冲的情况。
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