PCIE协议解析 synopsys IP PCI Express Capability 读书笔记（13）

Posted 2022-12-11 yijingjing17

1.1.1    PF PCI Express CapabilityRegister Details

Core实现了PCIe 3.0定义的所有Capability Structure，除了Root Port register。

Byte Offset	Byte 3	Byte 2	Byte 1	Byte 0
	PCI Express Capabilities Register		Next Capability Pointer	Capability ID (0x10)
+0x4	Device Capabilities
+0x8	Device Status		Device Control
+0xC	Link Capabilities
+0x10	Link Status		Link Control
+0x24	Device Capabilities 2
+0x28			Device Control 2
+0x30	Link Status 2		Link Control 2

Ø PCI ExpressCapability Version:存放PCIe设备的版本号，PCIe总线规范1.x，该字段对应值为0x01。

PCIe总线规范2.x，该字段对应值为0x02

Ø Device/Port Type：000b：PCIe endpoint

0001b:legacy PCIe endpoint

针对EP模式下，其他都不支持

Ø Slot Implemented：0：PCIe设备  1：代表当前端口为PCIe插槽

Ø Interrupt MessageNumber：当PCIe Capability结构的Slot Statue寄存器或者Root Status寄存器的状态发生变化时，该PCIe设备可以通过MSI/MSI-X中断机制向处理器提交中断请求。该字段存放MSI/MSI-X中断机制需要的Message Data字段。

Ø Max_Payload_Size Supported：该字段决定TLP报文可能使用的最大有效负载，PCIe总线规定Max_Payload_Size参数最大值为4096B，但是许多PCIe设备并不一定支持这么大的有效负载。实际应用中，一个PCIe设备支持的Max_Payload_Size参数通常为128B、256B、512B。

Max_Payload_Size Supported字段表示该PCIe设备允许使用的Max_payload_szie参数。在Device Control寄存器中，还有一个Max_payload_Size参数，该字段可以由软件设置，表示实际使用的Max_Payload_Size参数大小。

Bit[2:0]	支持的Max_Payload_Size
0b000	128B
0b001	256B
0b010	512B
0b011	1024B
0b100	2048B
0b101	4096B

 

实际中，Max_Payload_Size Supported参数和Max_Payload_Size参数值可能不同，前者为PCIe设备能够支持的最大的Payload的大小，而后者是链路两端的PCIe设备进行协商，确定的实际使用值。

Ø Phantom FunctionSupported：Core不支持

Ø Extended Tag FieldSupported：为1时：TLP的Tag字段为8bit，为0时：表示Tag字段为0bit。

Ø Correctable ErrorReporting Enable：为1是表示PCIe设备可以发出ERR_CORMessage报文。否则不支持。

Ø Non-Fatal ErrorReporting Enable：为1是表示PCIe设备可以发出ERR_ Non-Fatal Message报文。否则不支持。

Ø Fatal ErrorReporting Enable：为1是表示PCIe设备可以发出ERR_ Fatal Message报文。否则不支持。

Ø Unsupported RequestReporting Enable：为1是表示PCIe设备可以发出Unsupported RequestReporting Enable报文。否则不支持。

Ø Enable RelaxedOrdering：在CORE无效

Ø Max_Payload_Size：PCIe设备根据DeviceCapability寄存器的Bit[2:0]字段设置PCIe设备的TLP的最大payload。系统软件根据PCIe链路两端的实际情况，确认该字段的值。但是该值不能大于Device Capability寄存器的“Max_payload_sizeSupport”字段。PCIe设备发送TLP时，其最大的Payload不能大于Max_Payload_Size；当PCIe设备接收TLP时，必须能够处理小于该字段的TLP，而大于该字段的TLP将被认为错误报文。

Ø Extended Tag FieldEnable ：该位为1：发送端可以使用8bit的Tag字段，该位为0时，使用5bit的字段。

Ø Phantom FunctionEnable：该位为1：使能Phantom Function。

Ø AUX Power PM Enable：该位为1：PCIe设备可以使用总线提供的辅助电源。

Ø Enable No Snoop：该位为1:PCIe设备可以发生TLP时，该TLP的Attribute字段可以设置为NoSnoop；该位为：TLP的Attr字段不能设置为NO Snoop。

Ø Max_Read_Request_Size：该字段记录在一个PCIe设备中，存储器读请求TLP可以请求的最大数据区域。当PCIe设备发送存储器读请求TLP时，该TLP所请求的数据大小不能超过Max_Read_Request_Size。

Ø Initiate FLR：该位为1:启动functionLevel Reset

Ø Correctable ErrorDetected：该位为1表示PCIe检测到CorrectableError，对该位写1将清除此位。

Ø Non-Fatal Errordetected：该位为1表示PCIe检测到Non-FatalError，对该位写1将清除此位。

Ø FatalError Detected：该位为1表示PCIe检测到Fatal Error ，对该位写1将清除此位。

Ø Unsupported RequestDetected：该位为1表示PCIe检测到不支持的报文，对该位写1将清除此位。

Ø Aux Power Detected：当PCIe设备检测到辅助电源的存在时，而且如果该设备需要使用辅助电源，则该位置1

Ø Transaction Pending：对于EP而言，该位为1表示当前的PCIe设备发送了一个Non-Posted的数据请求，但是没有收到完成的报文应答；对于RC和Switch而言，该位为1表示RC和Switch自身发送了一个Non-Posted的数据请求，但是没有收到完成的报文应答。

 

Ø Max Link Speeds：0b0001表示PCIe链路支持2.5GT/s，0b0010表示PCIe链路支持5.0GT/s，0b0100表示PCIe链路支持8GT/s.

Ø Maximum Link Width：PCIe设备支持的最大链路宽度。000001：表示支持x1的PCIe链路。000010：表示支持x2的PCIe链路。000100：表示支持x4的PCIe链路。001000：表示支持x8的PCIe链路。001100：表示支持x12的PCIe链路。010000：表示支持x16的PCIe链路。100000：表示支持x32的PCIe链路。

Ø Active State Link PMSupport：0b00和0b10为系统保留字段。当该字段为0b01时，表示ASPM支持L0s状态；当该字段为0b11时，表示ASPM支持L0s和L1状态。PCIe设备除了支持PCI PM电源管理方式之外，还执行ASPM机制进行电源管理。ASPM机制是CPIe设备进行的主动电源管理方式，与系统的软件没有直接的联系。

Ø L0s Exit Latency 和L1 Exit Latency：定义了PCIe设备从L0s和L1状态退出的最小延时。

Ø Port Number：如果多端口的RC和Switch支持多个下游的端口，则使用该字段对这些端口进行编号。

 

Ø Active State Link PMControl：该字段为0b00是表示禁止PCIe设备的ASPM机制；为0b01是表示PCIe设备可以进入L0s状态；为0b10时表示PCIe设备可以进入L1状态；为0b11是表示PCIe设备可以进入L0s和L1状态。值得注意的是系统软件不能通过修改该字段使PCIe链路进入相应的状态，仅是通知硬件逻辑，可以进入相应的状态。

Ø Read CompletionBoundary (RCB)：该位为0：表示RCB为64B，该位为1:表示RCB为128B。

Ø Link Disable：向该位写1，将禁止PCIe链路。

Ø Retrain Link：向此位写1，将从新训练PCIe链路。

Ø Common ClockConfiguration：该位为1：表示PCIe的链路两端设备使用同源的参考时钟；该位为0：表示PCIe链路两端的设备使用参考时钟不同源。

Ø Extended Synch：该位为1时，表示PCIe设备退出L0s和进入Re-Covery状态时，需要额外的发出一些同步序列。

Ø Hardware AutonomousWidth Disable：CORE不支持。为1：表示PCIe设备不能改变当前已经协商好的PCIe链路宽度，除非为了修正PCIe链路中已经出现错误的Lane。

Ø Link BandwidthManagement Interrupt Enable：当该位为1时，且Link Status寄存器的Link Bandwidth Management Status位为1时，PCIe设备将向处理器提交中断请求。此时这中断请求使用的中断向量由PCI ExpressCapability寄存器的Interrupt MessageNumber字段确定。

Ø Link AutonomousBandwidth Interrupt Enable：该位为1时，且Link Status寄存器的Link Autonomous Bandwidth Status位为1时，PCIe这边将向处理器提交中断请求。

Ø Link Speed：0b0001表示PCIe链路支持2.5GT/s，0b0010表示PCIe链路支持5.0GT/s，0b0100表示PCIe链路支持8GT/s。

Ø Negotiated LinkWidth：PCIe设备当前的链路宽度。000001：表示支持x1的PCIe链路。000010：表示支持x2的PCIe链路。000100：表示支持x4的PCIe链路。001000：表示支持x8的PCIe链路。001100：表示支持x12的PCIe链路。010000：表示支持x16的PCIe链路。100000：表示支持x32的PCIe链路。

Ø Link Training：未使用

Ø Slot ClockConfiguration：该位由PCIe设备在初始化时确定，该位为1表示PCIe插槽和Add-In卡使用的参考时钟相同。

Ø Data Link LayerActive：该位表示PCIe链路的状态。该位为1时，表示PCIe链路处于DL_Active，即正常工作状态。

Ø Data Link LayerActive：该位由PCIe硬件设置。当CPIe链路重训练结束，或者PCIe设备完成PCIe链路的宽度和链路速度设定后，该位置1.该位写1清除。

Ø AtomicOp RoutingSupported： Switch的上下游端口和RC端口支持该位，在PCIe V2.1总线规范定义了原子操作。该位为1，标准原子操作TLP可以通过当前的Switch或者RC。

Ø 32-bit AtomicOpCompleter Supported：为1：表示支持32位的原子操作。

Ø 64-bit AtomicOpCompleter Supported：为1：表示支持64位的原子操作。

Ø 128-bit CASCompleter Supported：为1：表示支持128位的原子操作。

Ø TPH CompleterSupported：为0b00：表示接收端不支持TPH和扩展TPH报文；为0b01：表示接收端仅支持TPH报文；为0b11：表示接收端支持TPH和扩展TPH报文；0b10保留。

Ø AtomicOp RequesterEnable：该位和Command寄存器的“Bus Master Enable“位同时有效，EP或者RC可以发出原子操作请求TLP。

Ø AtomicOp EgressBlocking：对Switch的上下游端口和RC端口有效。当AtomicOPRouting Supported位为1时，该位可以为1，否则该位只能为0.该位为1时，Egress端口将阻止原子操作TLP通过。

Ø IDO Request Enable：该位为1时，TLP中的IDO（ID-Based Ordering）位可以根据实际的情况设置为1.IDO是PCIeV2.1总线规范引入的新的“序“模型。

Ø IDO CompletionEnable：该位为1时，EP可以出来IDO位为1的完成报文。