PCI总线信号及功能说明

pcie总线是继承了pci总线而设计而来的,理解pcie总线先从学习pci的知识切入。pci(peripheral componentinterconnect)总线的诞生与 pc(personal computer)的蓬勃发展密切相关。在处理器体系结构中,pci总线属于局部总线(local bus)。局部总线作为系统总线的延伸,主要功能是为了连接外部设备。
pcie不同于以前的io总线,采用的是串行,点到点的互连方式来实现两个设备之间的通信是和传统的pci及pci-x有相似的地方。pcie保持了与传统pci相同的存储器,io和配置地址空间模型,在软件上向后兼容传统的pci系统。
下图展示在pc中各pcie互联:
1、pci架构综述
基于pci总线的平台如图所示:
该平台主要由fsb,pci和isa组成,其中fsb是处理器子系统总线,pci总线,isa是各种io扩展总线。其中图片中圈1是主桥,也就是北桥;圈2是扩展总线桥,也就是南桥。
2、pci总线信号及功能
pci的总线信号如图所示:
信号功能如下:
地址/数据
ad[31:0]:地址,数据复用引脚,一般是先发送地址,后发送数据。可以表示32为的物理地址,也可以表示32为的有效数据。
c/be[3:0]:总线命令和字节使能复用引脚,其中在地址期间,表示事务总线的类型;在数据期间,表示表示字节的使能。
par:是ad[31:0]和c/be[3:0]#的偶校验位。
传输控制信号
主要表示pci总线上设备的工作状态,根据英文含义可以知道对应的功能,其中idsel是pci设备的配置空间片选信号,在cpu访问pci设备时候进行配置。
仲裁信号
req#:是主设备对pci设备的仲裁信号;
gnt#:是从设备对主设备信号的响应信号。
报错信号
perr:特殊的场景外的所有pci事务的数据奇偶检验报告;
serr:一般有三种错误,包括地址奇偶检验错误,数据奇偶检验错误和其他严重的错我。
系统信号:
包括时钟信号和复位信号
中断信号:
64位总线扩展信号
总线将之前的32位宽扩展为64位,为配合这一扩展而加入的一组新的信号。
3、pci总线的事务类型
根据信号c/be[3:0]的编码,pci可以实现的事务类型的命令如下图所示:
4、pci地址空间映射
5、pci典型的读写事务
下图展示一个典型的pci读写事务,以一个地址相开始,由一个地址相和多个数据相组合形成。
主设备在最后一个数据相,且irdy为肯定时,向目标表明这是本事务的最后一个数据相。最后一个数据的传输取决于trdy信号。
6、pci总线的仲裁
7、pci的头标0/1配置寄存器
配置寄存器是pci设备的硬件与pci设备的初始化软件及错误处理软件的信息的交接区,实时的反映pci设备的状态和要求。
因为寄存器地址位宽并不是32bit,所以在这里引入registernumber的概念。
8、ic验证工程师需要验证的点
根据不同版本的pcie验证不同的建链速率,pcie的建链速率向下兼容(比如3.0支持8g建链,向下兼容支持2.5g和5g).
pcie的寄存器访问,在不同的投标区域;
pcie的复位验证,分别是冷复位,热复位,暖复位。
pcie的配置验证,包括io,cfg,mem,msg验证;
pcie三种包格式的确定;
pcie的电源管理模块验证,包括各状态的验证及状态机跳转;
pcie畸形包的注入是否和预期的一致;
pcie的phy(pcs and pma)和dma功能验证;
对于部分功能需要通过vip中的callback进行验证。


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