一个简化的PCIe总线体系结构
和很多的串行传输协议一样，一个完整的pcie体系结构包括应用层、事务层（transaction layer）、数据链路层（data link layer）和物理层（physical layer）。其中，应用层并不是pcie spec所规定的内容，完全由用户根据自己的需求进行设计，另外三层都是pcie spec明确规范的，并要求设计者严格遵循的。
一个简化的pcie总线体系结构如上图所示，其中device core and interface to transaction layer就是我们常说的应用层或者软件层。这一层决定了pcie设备的类型和基础功能，可以由硬件（如fpga）或者软硬件协同实现。如果该设备为endpoint，则其最多可拥有8项功能（function），且每项功能都有一个对应的配置空间（configuration space）。如果该设备为switch，则应用层需要实现包路由（packet routing）等相关逻辑。如果该设备为root，则应用层需要实现虚拟的pcie总线0（virtual pcie bus 0），并代表整个pcie总线系统与cpu通信。
事务层（transaction layer）：接收端的事务层负责事务层包（transaction layer packet，tlp）的解码与校检，发送端的事务层负责tlp的创建。此外，事务层还有qos（quality of service）和流量控制（flow control）以及transaction ordering等功能。
数据链路层（data link layer）：数据链路层负责数据链路层包（data link layer packet，dllp）的创建，解码和校检。同时，本层还实现了ack/nak的应答机制。
物理层（physical layer）：物理层负责ordered-set packet的创建于解码。同时负责发送与接收所有类型的包（tlps、dllps和ordered-sets）。当前在发送之前，还需要对包进行一些列的处理，如byte striping、scramble（扰码）和encoder（8b/10b for gen1&gen2, 128b/130b for gen3& gen4）。对应的，在接收端就需要进行相反的处理。此外，物理层还实现了链路训练（link training）和链路初始化（link initialization）的功能，这一般是通过链路训练状态机（link training and status state machine，ltssm）来完成的。
需要注意的是，在pcie体系结构中，事务层，数据链路层和物理层存在于每一个端口（port）中，也就是说switch中必然存在一个以上的这样的结构（包括事务层，数据链路层和物理层的）。一个简化的模型如下图所示：
关于事务层，数据链路层和物理层的详细的功能图标如下图所示：
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