NXP i.MX8系列平台开发讲解 - 3.9 Linux PCIe协议相关介绍（二）

1. PCIe 传输层协议

2. TLP介绍

2.1 TLP包格式

2.2 TLP包的种类

2.3 TLP 包传输例子

2.4 TLP 路由规则

根据上一章的知识，对于PCIe的发展和基础知识有了大概了解，本章节将会讲解PCIe的一些工作原理，使用的协议，通信交互相关的内容，再下一章节将实际去查看驱动里面相关的内容。

注意：以下内容讲解版本为PCIe 6.0

1. PCIe 传输层协议

根据上一章的内容知道，逻辑分层分为事务层、数据链路层、物理层。

在它们三层的协议上具有一定的关系：

在往底层的每个操作都需要添加自己的相关头部和CRC等相关信息；

事务层需要注意有的TLP包可能没有Data，在Header 中的TD为1时候，会根据Header和Data计算出ECRC.
数据链路层对于发送的TLP数据都需要添加头部Sequence Number，并计算CRC放入至尾部；但对于接收来说首先检查CRC问题，如果有问题TLP包将不会上传至TLP数据，没有错的话将交给事务层处理；
物理层接收到链路层数据包，在头部添加Start和End来表示开始结束；在接收到就会除去Start和End交给数据链路层；

2. TLP介绍

事务层的数据包也就是距离用户最近的那一层，这一层的数据包称为TLP：Transaction Layer Packet;

TLP

事务层完成TLP的封包与解包
TLP有点类似TCP/IP协议中的IP包，事务层通过TLP实现路由与寻址功能
功能有硬件实现

2.1 TLP包格式

TLP包数据主要分为三个部分：

TLP Prefixes: 这个部分是一个可选区域（option）

TLP Header: 头部信息

Data Payload: 数据信息

TLP Digest: 摘要数据，可选（option）

2.2 TLP包的种类

按照事务或者地址空间类型分类：

Mermory 内存的读写，比如对内存的正常读写操作，内存使用不用地址格式操作（32位/64位）等等
I/O 支持I/O空间的读写
Configuration 配置空间的读写
Messag 消息事务

对于TLP包的分类主要通过头部前面4个字节中的第一个Byte进行决定的，如图

根据Fmt不同，可以决定Header长度大小，根据表中得到以下数据：

根据Tpye不同可以分为很多中不同的类：

memory 读写类
IO 读写类
cfg 读写类
message 读写类
completion 类

在Header最后的10给字节表示有效的负载长度。

2.3 TLP 包传输例子

这里以读取一个内存的地址为例子：

开始从Processor开始读取内存的地址，发起Root Complex requester，经过Switch A ，Switch B，根据CPID找到了右边那个Endpoint，根据接收的MRd，将返回内存地址数据经过Switch B, Switch A 再到Root Complex ,最后到达Processor。