PCIe管道接口的电源管理

最近,我们看到了串行数据传输代替并行数据传输的趋势,以提高性能和数据完整性。这方面的一个例子是从pci / pci-x迁移到pci express。两个器件之间的串行接口可减少每个器件封装的引脚数。这不仅降低了芯片和电路板设计成本,还降低了电路板设计的复杂性。由于串行链路的时钟速度比并行链路快得多,因此它们在性能方面具有高度可扩展性。
然而,为了加速基于 pci express 的子系统的验证并加快 pci express 端点的开发时间,pipe(pci express 架构的 phy interface 由英特尔定义,并于 2002 年发布以供行业审查。pipe 是在处理较低级别的串行信令的 phy 子层和处理寻址/访问控制机制的媒体访问层 (mac) 之间定义的标准接口。下图说明了 pipe 在为 pci express 的 phy 层分区中所扮演的角色。
分区物理层(来源:pci express 架构规范的 phy 接口,版本 2.00)
借助此接口,开发人员可以验证其设计,而不必担心与 phy 接口相关的模拟电路。对于mac内核验证,phy总线功能模型(bfm)将直接连接到它。如果没有pipe,则需要将phy和serdes(序列化器/解串器)组合以及根复合体bfm一起使用。此外,用户必须确保 phy 和 serdes 行为以及串行接口的正确性。
鉴于pipe接口的价值,它现在被广泛使用。在我们最近的经验中,我们观察到 pipe 接口中的不同电源状态可能会在它们的解释方面造成一些混乱。这篇博文和下一篇将阐明此接口的不同电源状态。希望这将导致对相同的更好理解。这里的假设是读者对 pcie ltssm 有很高的了解。
管道的电源状态
电源管理信号使phy能够最大限度地降低功耗。为此接口定义了四种电源状态:p0、p0、p1 和 p2。p0 状态是 phy 的正常运行状态。当它从p0过渡到低功耗状态时,phy可以立即采取适当的节能措施。
所有电源状态都由信号断电 [2:0](mac 输出)表示。位表示形式如下:
2] [1] [0] 描述
0 0 0 p0,正常运行
0 0 1 p0s,低恢复时间延迟,省电状态
0 1 0 p1,恢复时间延迟更长,功耗状态更低
0 1 1 p2,最低功耗状态。
pipe 接口电源状态可以与基本规范中提到的 ltssm 的电源状态相关联。
p0 等效于数据/订单集可以传输的 ltssm 状态
p0s 相当于 ltssm 的 l0
p1 等效于禁用、所有检测和 l1。ltssm 的空闲状态
p2 相当于 ltssm 的 l2
在 p0、p0 和 p1 状态中,需要 phy 来保持 pclk 正常运行。对于这三种状态之间的所有状态转换,phy 指示通过 phystatus 的单周期断言成功转换到指定的电源状态。
mac 可能导致 phy 进行一组有限的合法电源状态转换。参考基本规范中 ltssm 的主状态图以及前面段落中描述的 ltssm 状态到 phy 电源状态的映射,这些法律转换是:
p0 到 p0s
p0 至 p1
p0 至 p2
p0s 到 p0
p1 至 p0
p2 至 p1


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