理解 PCIe LTSSM 状态转移的笔记

最编程 2024-08-10 22:58:15

...

1. LTSSM 状态转移图

1.1 主状态跳转图

网络异常，图片无法展示

▲图 1 LTSSM 主状态跳转

1.2 子状态跳转图

1.2.1 子状态跳转总图

网络异常，图片无法展示

▲图 2 LTSSM 子状态跳转 (图片绘制 DOT 代码见附件 A)

1.2.2 Detect 子状态跳转

网络异常，图片无法展示

▲图 3 Detect 子状态转移

1.2.3 Polling 子状态跳转

网络异常，图片无法展示

▲图 4 Polling 子状态转移

1.2.4 Configuration 子状态跳转

网络异常，图片无法展示

▲图 5 Configuration 子状态转移

1.2.5 Recovery 子状态跳转

网络异常，图片无法展示

▲图 6 Recovery 子状态转移

注： Loopback.Entry <-> Recovery.Equalization 存在，未体现在该图中。

1.2.6 L0s 子状态跳转

网络异常，图片无法展示

▲图 7 L0s 子状态转移

1.2.7 L1 子状态跳转

网络异常，图片无法展示

▲图 8 L1 子状态转移

1.2.8 L2 子状态跳转

网络异常，图片无法展示

▲图 9 L2 子状态转移

1.2.9 Loopback 子状态跳转

网络异常，图片无法展示

▲图 10 Loopback 子状态转移

1.2.10 L0 不含子状态

1.2.11 Disable 不含子状态

1.2.12 Hot Reset 不含子状态

2. 完整的状态跳转

2.1 从初始状态到指定速率

2.1.1 Init -> Gen1

Detect.Quiet -> Detect.Active -> Polling.Active -> Polling.Config -> Config.LinkwidthStart -> Config.LinkwidthAccept -> Config.LanenumWait -> Config.LanenumAccept -> Config.Complete -> Config.Idle -> Gen1 L0

2.1.2 Init -> Gen2

Gen1 L0 -> Recovery.RcvrLock -> Recovery.RcvyCfg -> Recovery.Speed -> Recovery.RcvrLock -> Recovery.RcvyCfg -> Recovery.Idle -> Gen2 L0

2.1.3 Init -> Gen3

Full equalization

Detect.Quiet -> ... -> Gen1 L0 -> Recovery.RcvrLock -> Recovery.RcvyCfg -> Recovery.Speed -> Recovery.RcvrLock -> Recovery.Eq -> Recovery.RcvrLock -> Recovery.RcvyCfg -> Recovery.Idle -> Gen3 L0

注：Init -> Gen3 可拆分为 Init -> Gen1 ` -> Gen3，为节省篇幅，对 Init -> Gen1 详细过程进行了省略，详情请参考上文。

Bypass equlization to highest rate

Detect.Quiet -> ... -> Gen1 L0 -> Recovery.RcvrLock -> Recovery.RcvyCfg -> Recovery.Speed -> Recovery.RcvrLock -> Recovery.RcvyCfg -> Recovery.Idle -> Gen3 L0

No equlization needed

Detect.Quiet -> ... -> Gen1 L0 -> Recovery.RcvrLock -> Recovery.RcvyCfg -> Recovery.Speed -> Recovery.RcvrLock -> Recovery.RcvyCfg -> Recovery.Idle -> Gen3 L0

2.1.4 Init -> Gen4

Full equalization

Detect.Quiet -> ... -> Gen3 L0 -> Recovery.RcvrLock -> Recovery.RcvyCfg -> Recovery.Speed -> Recovery.RcvrLock -> Recovery.Eq -> Recovery.RcvrLock -> Recovery.RcvyCfg -> Recovery.Idle -> Gen4 L0

注：Init -> Gen4 可拆分为 Init -> Gen1 -> Gen3 -> Gen4，为节省篇幅，对 Init -> Gen1 -> Gen3 过程进行了省略，详情请参考上文。

Bypass equlization to highest rate

Detect.Quiet -> ... -> Gen1 L0 -> Recovery.RcvrLock -> Recovery.RcvyCfg -> Recovery.Speed -> Recovery.RcvrLock -> Recovery.RcvyCfg -> Recovery.Idle -> Gen4 L0

No equlization needed

Detect.Quiet -> ... -> Gen1 L0 -> Recovery.RcvrLock -> Recovery.RcvyCfg -> Recovery.Speed -> Recovery.RcvrLock -> Recovery.RcvyCfg -> Recovery.Idle -> Gen4 L0

2.1.5 Init -> Gen5

Full equalization

Detect.Quiet -> ... -> Gen4 L0 -> Recovery.RcvrLock -> Recovery.RcvyCfg -> Recovery.Speed -> Recovery.RcvrLock -> Recovery.Eq -> Recovery.RcvrLock -> Recovery.RcvyCfg -> Recovery.Idle -> Gen5 L0

注：Init -> Gen5 可拆分为 Init -> Gen1 -> Gen3 -> Gen4 -> Gen5，为节省篇幅，对 Init -> Gen1 -> Gen3 -> Gen4 过程进行了省略，详情请参考上文。

Bypass equlization to highest rate

Detect.Quiet -> ... -> Gen1 L0 -> Recovery.RcvrLock -> Recovery.RcvyCfg -> Recovery.Speed -> Recovery.RcvrLock -> Recovery.Eq -> Recovery.RcvrLock -> Recovery.RcvyCfg -> Recovery.Idle -> Gen5 L0

No equlization needed

Detect.Quiet -> ... -> Gen1 L0 -> Recovery.RcvrLock -> Recovery.RcvyCfg -> Recovery.Speed -> Recovery.RcvrLock -> Recovery.RcvyCfg -> Recovery.Idle -> Gen5 L0

2.2 从某速率切速到指定速率

2.2.1 Gen1/2 -> Gen1/2

Gen1/2 L0 -> Recovery.RcvrLock -> Recovery.RcvyCfg -> Recovery.Speed -> Recovery.RcvrLock -> Recovery.RcvyCfg -> Recovery.Idle -> Gen1/2 L0

2.2.2 Gen1/2 -> Gen3/4/5

Full Equalization

不管之前是否曾经到过做高速率，从当前速率开始，经过 EQ 先跳转到 Gen3 L0，再到 Gen4 L0，然后到 Gen5 L0，一路跳到目标速率。可参考上文。

No equalization needed

Gen1/2/ L0 -> Recovery.RcvrLock -> Recovery.RcvyCfg -> Recovery.Speed -> Recovery.RcvrLock -> Recovery.RcvyCfg -> Recovery.Idle -> Gen3/4/5 L0

2.2.3 Gen3/4/5 -> Gen1/2

Gen3/4/5 L0 -> Recovery.RcvrLock -> Recovery.RcvyCfg -> Recovery.Speed -> Recovery.RcvrLock -> Recovery.RcvyCfg -> Recovery.Idle -> Gen1/2 L0

2.2.4 Gen3/4/5 -> Gen3/4/5

Full Equalization

相邻两种速率间切速，例如 Gen3 < -> Gen4，Gen4 <-> Gen5，过一遍 EQ 直接切速：

GenA L0 -> Recovery.RcvrLock -> Recovery.RcvyCfg -> Recovery.Speed -> Recovery.RcvrLock -> Recovery.Eq -> Recovery.RcvrLock -> Recovery.RcvyCfg -> Recovery.Idle -> GenB L0

Gen3 -> Gen5，中间需要先切速到 Gen4，然后切速到 Gen5:

Gen3 L0 -> Recovery.RcvrLock -> Recovery.RcvyCfg -> Recovery.Speed -> Recovery.RcvrLock -> Recovery.Eq -> Recovery.RcvrLock -> Recovery.RcvyCfg -> Recovery.Idle -> Gen4 L0 -> Recovery.RcvrLock -> Recovery.RcvyCfg -> Recovery.Speed -> Recovery.RcvrLock -> Recovery.Eq -> Recovery.RcvrLock -> Recovery.RcvyCfg -> Recovery.Idle -> Gen5 L0

Gen5 -> Gen3，过一遍 EQ 直接切速：

Gen5 L0 -> Recovery.RcvrLock -> Recovery.RcvyCfg -> Recovery.Speed -> Recovery.RcvrLock -> Recovery.Eq -> Recovery.RcvrLock -> Recovery.RcvyCfg -> Recovery.Idle -> Gen3 L0

注：以上为仿真观察到的现象，具体得看下 Spec 怎么讲的。

No equalization needed

Gen3/4/5 L0 -> Recovery.RcvrLock -> Recovery.RcvyCfg -> Recovery.Speed -> Recovery.RcvrLock -> Recovery.RcvyCfg -> Recovery.Idle -> Gen3/4/5 L0

3. 实战笔记

3.1 SNPS PCIe 5.0 LTSSM 状态码

▼表 1 SNPS PCIe 5.0 LTSSM 状态码

4. 附录

A. DOT 画 LTSSM 子状态转移代码

        # https://hifpga.com/fsm/
        #状态机示例
        digraph ltssm {
        "Reset" -> "Detect.Quiet"
        


                // Detect
        //subgraph cluster_detect {
            label="Detect"
            "Detect.Quiet" [color=greenyellow; style=filled; fontcolor=black]
            "Detect.Active" [color=greenyellow; style=filled; fontcolor=black]
            "Detect.Quiet" -> "Detect.Active"
            "Detect.Active" -> "Detect.Quiet"
        //}
        
        
        "Detect.Active" -> "Polling.Active"
        
        // Polling
        //subgraph cluster_polling {
            label="Polling"
            "Polling.Active" [color=gold; style=filled; fontcolor=black]
            "Polling.Compliance" [color=gold; style=filled; fontcolor=black]
            "Polling.Configuration" [color=gold; style=filled; fontcolor=black]
            //"Polling.Speed" [color=gold; style=filled; fontcolor=black]
        //}
        
        "Polling.Active" -> "Polling.Configuration"
        "Polling.Active" -> "Polling.Compliance"
        "Polling.Active" -> "Detect.Quiet"
        "Polling.Compliance" -> "Polling.Active"
        //"Polling.Configuration" -> "Polling.Speed"
        "Polling.Configuration" -> "Detect.Quiet"
        "Polling.Configuration" -> "Config.RcvrCfg"
        //"Polling.Speed" -> "Polling.Active"
        


        
        // Configuration
        //subgraph cluster_configuration {
            label="Configuration"
            "Config.RcvrCfg" [color=plum; style=filled; fontcolor=black]
            "Config.Idle" [color=plum; style=filled; fontcolor=black]
        //}
        
        "Config.RcvrCfg" -> "Config.Idle"
        "Config.RcvrCfg" -> "Detect.Quiet"
        "Config.RcvrCfg" -> "Disable"
        "Config.RcvrCfg" -> "Loopback.Entry"
        "Config.Idle" -> "Detect.Quiet"
        "Config.Idle" -> "L0"
        
        // L0
        "L0" [color=pink; style=filled; fontcolor=black]
        "L0" -> "Recovery.RcvrLock"
        "L0" -> "Tx_L0s.Entry"
        "L0" -> "Rx_L0s.Entry"
        
        // L0s
        //subgraph cluster_L0s {
            label="L0s"
            "Tx_L0s.Entry" [color=orange; style=filled; fontcolor=black]
            "Tx_L0s.Idle" [color=orange; style=filled; fontcolor=black]
            "Tx_L0s.FTS" [color=orange; style=filled; fontcolor=black]
            "Rx_L0s.Entry" [color=lightblue; style=filled; fontcolor=black]
            "Rx_L0s.Idle" [color=lightblue; style=filled; fontcolor=black]
            "Rx_L0s.FTS" [color=lightblue; style=filled; fontcolor=black]
        //}
        
        //"L0" -> "Tx_L0s.Entry" [lhead=cluster_L0s]
        //"L0" -> "Rx_L0s.Entry" [lhead=cluster_L0s]
        
        // L0s_Tx
        "Tx_L0s.Entry" -> "Tx_L0s.Idle"
        "Tx_L0s.Idle" -> "Tx_L0s.FTS"
        "Tx_L0s.FTS" -> "L0"
        
        // L0s_Rx
        "Rx_L0s.Entry" -> "Rx_L0s.Idle"
        "Rx_L0s.Idle" -> "Rx_L0s.FTS"
        "Rx_L0s.FTS" -> "L0"
        "Rx_L0s.FTS" -> "Recovery.RcvrLock"
        
        // L1
        //subgraph cluster_L1 {
            label="L1"
            "L1.Entry" [color=salmon; style=filled; fontcolor=black]
            "L1.Idle" [color=salmon; style=filled; fontcolor=black]
        //}


        "L0" -> "L1.Entry"
        "L1.Entry" -> "L1.Idle"
        "L1.Idle" -> "Recovery.RcvrLock"
        
        // L2
        //subgraph cluster_L2 {
            Label="L2"
         "L2.TransmitWake" [color=springgreen; style=filled; fontcolor=black]
         "L2.Idle" [color=springgreen; style=filled; fontcolor=black]

																				
						
							上一篇：							
								怎样探索PCIE 4K配置空间的全貌？							
						
						
							下一篇：							
								理解 PCIe 6.0 的新特性：DMWr（可延迟内存写入）深度解析							
						
					
															
						
							推荐阅读						
						
														
								
									
										理解 PCIe 链路 LTSSM 状态机的简易分析									
								
							
														
								
									
										理解 PCIe LTSSM 状态转移的笔记									
								
							
														
								
									
										理解 PCIe 链路 LTSSM 状态机的简易分析									
								
							
														
								
									
										[DFT+Experimental] Xiaolin Li AM：对质子化的新理解促进钠电富集镍结构的稳定 - 引言
通过氧化还原反应实现化学能和电能转换的可充电插层电池几乎肯定会发生与离子/电子转移相关的本体结构和/或界面变化。因此，离子/电子转移过程的可逆性和材料结构的演变决定了这些电池的可充电性或循环寿命。由于离子/电子扩散和结构演变在很大程度上受电极材料的内在特性以及电解质和电极材料之间的动态界面反应控制，因此保持结构完整性和界面稳定性对于实现高性能电池至关重要。

早期关于质子/锂离子交换的研究表明，在充电状态下，电解质中的质子可以结合到层状锂材料的主体中，但人们对阳极主体结构在连续循环中如何演变知之甚少。层状金属氧化物正极，尤其是富镍材料，已成为提高可充电碱性离子电池能量密度的有前途的候选材料；因此，为了提高性能，迫切需要解释为什么与电解质的界面极不稳定。最近，有人认为富镍阳极与晶界电解质的相互作用与体球的晶间开裂有关。研究还发现，富镍阳极在高浓度电解质、局部高浓度电解质（LHCE）和传统碳酸盐电解质中表现出明显不同的表面降解率。

成果简介 最近，西北太平洋国家实验室的研究人员肖必伟和李小林与德克萨斯农工大学的 Perla B. Balbuena 等人一起，使用 NaNiO2 在不同质子产生水平的电解质中作为模型系统，展示了质子掺杂效应的全貌。晶格氧的质子化会刺激过渡金属向碱性层迁移，并加速层状岩盐的相变，从而导致块体结构的分解和各向异性表面重构层的形成。

理解 PCIe LTSSM 状态转移的笔记

1.1 主状态跳转图

1.2 子状态跳转图

1.2.1 子状态跳转总图

1.2.2 Detect 子状态跳转

1.2.3 Polling 子状态跳转

1.2.4 Configuration 子状态跳转

1.2.5 Recovery 子状态跳转

1.2.6 L0s 子状态跳转

1.2.7 L1 子状态跳转

1.2.8 L2 子状态跳转

1.2.9 Loopback 子状态跳转

1.2.10 L0 不含子状态

1.2.11 Disable 不含子状态

1.2.12 Hot Reset 不含子状态

2.1 从初始状态到指定速率

2.1.1 Init -> Gen1

2.1.2 Init -> Gen2

2.1.3 Init -> Gen3

2.1.4 Init -> Gen4

2.1.5 Init -> Gen5

2.2 从某速率切速到指定速率

2.2.1 Gen1/2 -> Gen1/2

3.1 SNPS PCIe 5.0 LTSSM 状态码

A. DOT 画 LTSSM 子状态转移 代码

理解 PCIe 链路 LTSSM 状态机的简易分析