我要评论基础协议之pcie部分
一、tlp包的包头
在pcie的系统中，tlp包的包头的结构有许多部分是相似的，通过掌握这些常规的包头，能帮助理解在pcie总线上各个设备之间如何进行数据的收发。
通用的字段
| 通用字段 | 作用 |
|---|---|
| fmt | 决定了包头是3dw还是3dw，tlp包是否包含数据 |
| type | 决定tlp包的类型，比如mrd、mwr、cfg、msg、cpl、cpld |
| tc | traffic class，用于决定tlp包处理的优先级，3bit，数值越大优先级越高 |
| attr | 属性，3bit，需要注意3个bit不是连在一起，attr[2]表示的是id的一种排序方法。attr[1]表示tlp包的传输是保序还是乱序，保序要求严格按照tlp的顺序。attr[0]表示是否需要cache一致性，在进行大量数据传输的时候，可以选择关闭cache，提高效率。 |
| td | tlp digest该字段为1的时候需要在tlp包的最末尾添加ecrc，0不需要添加 |
| ep | tlp包错误信号 |
| at | address type,表示地址类型，是否需要进行地址的转换 |
| length | 用于mwr，cpl，msg包，10bit，0-1024dw，1-1023表示对应数量的dw。tlp的起始地址和结束地址不能跨4k边界 |
| first/last dw be | 用于表示第一个dw和最后一个dw有效的字节，每一位对应一个字节。 |
内存请求tlp包头结构
对于内存请求包的包头如上图所示，3dw和4dw对应的可访问的地址空间是不同的。
-
request id
其中这个request id由3部分组成：分别是bus_num[7:0]、device_num[4:0]、func_num[2:0]决定。pcie端点设备在上电时候会被rc进行枚举，并分配对应的id，每个设备的id在上电时确定。
-
tag
这个表示是由请求方产生的，可以和request id组成一个唯一的id，保证唯一性，可以用来识别应答信息，用于包过滤。
对于mwr和mrd tlp包，他们的包头信息基本是一致的，同样包括了常规字段和requester id等。
但是读内存请求mrd是一个非转发non-posted的包，需要一个独立的反馈事务来获取反馈回来的数据。
mwr tlp包是一个转发包posted，写tlp包中需要包含数据。
完成包cpl、cpld包头
完成包的包头结构如下：
除了第一个dw的常规字段外，还有一些特殊的字段，需要掌握一下：
| 字段 | 作用 |
|---|---|
| completer id | 指示是由谁反馈的数据 |
| requester id | 指示是谁请求的数据 |
| completion status | 3bit完成状态，000是成功，001是不支持，010是配置请求重试，100是忽略 |
| byte count | 指的是剩余未反馈数据的字节数量 |
| routing tag | 从请求包当中复制的表示信号 |
| lower address | 第一个有效字节地址的低7bit |
二. 具体的tlp组包分析
2.1 内存读请求mwr
假设系统的一些参数如下：
- pcie的最大负载为mps=512 字节；
- 系统边界rcb=128字节
- 需要读取的地址起始地址：0x0010_00f8
- 需要读取的长度：272字节
- 请求id号request id：0x0001；
- 回复者id号completer id：0x1000;
- 标识tag:0x00;
基于上面的消息我们就能来模拟一个tlp包的传输了。
首先需要产生一个读请求包，所以可以确定ftm字段和type字段的值。
然后是tc，attr等字段，都保持为0就可以了。
然后需要注意的是要读取的数据长度为272字节，刚好是68个dw，所以在长度这里需要填入dw的长度，也就是0x44=0b00_0100_0100；由于读取的长度刚好是dw的整数倍，因为在first dw be和last dw be里面都填1，表示第一个和最后一个dw的数据中的每个字节都有效。
然后把tag、id填写到tlp包中，最后是填写入地址就可以了。
因此，得到的最终的这个mrd包的结果如下：
当rc（root complex）接收到这个读请求包之后，就会从内存当中读取数据，并把这些数据组成一个一个的tlp包通过id路由的方式，发送给端点的pcie设备。
2.2 cpld
cpld包的包头结构如下：
第一个cpld包：
首先确定cpld包的类型，确定fmt字段和type字段的值。
然后看第一个包能够发送多少数据，因为要读取的数据的地址是0x0010_00f8。由于不能跨rc界，因此第一次能够读取的数据个数为8字节，所以第一个tlp包的长度为8/4=2dw。
然后是需要填写当前还剩下多少字节没有返回，由于第一个tlp还没有返回数据，因此还剩下272个字节没有发送，所以这里需要填入272。
status的值，需要根据返回的状态来确定，正确返回需要填写3’b000。
然后依次把请求者id和回复者id还有tag进行一个填写。
最后还需要关心的是一个lower address字段，该字段应该填入第一个有效字节的地址的低7位，也就是0x0010_00f8的低7位，也就是0x78。
然后在cpld的包头后面，跟上从内存当中读出的数据就好了。
因此可以得到第一个cpld包的内容如下：
第二个cpld包：
第一个cpld包返回了8字节的数据，还剩下274字节的数据。
根据最大负载的mps=512字节，所以还剩下的数据小于最大负载。然后再考虑rcb，再保证不跨rcb的情况下能传输的最大长度就是两个rcb的长度也就是256字节。因此，本次传输的数据的长度就是256字节，换算成dw就是256/4=64=0x40。本次传输的起始地址是接着上一个包的结束地址，也就是0x0010_0100,可以构成第2个cpld包。
关键参数：
- 长度64dw
- 剩余的count 264字节
- lower address，第一个有效字节低7位也就是0x00
第三个cpld包：
在上一个包返回了256个字节后，还剩下8个字节的数据没有发送，因此在本包中，还需要完成最后的这8个字节的发送，本次发送的起始地址是0x0010_0200，发送的长度是2个dw
这样就完成了本次请求的全部的cpld包的返回了。
三、未完待续
下章将继续介绍fpga pcie ip设置和使用。
欢迎关注知乎：北京不北
欢迎+v：beijing_bubei
欢迎关注douyin：near.x （北京不北）
获得免费答疑，长期技术交流。
四、参考文献
https://blog.csdn.net/qq_41332806/article/details/115338533
发表评论