xilinxPCIE2.0接口EP端设计总结.doc

PCIE说明
PCIE协议定义了多种设备：根复合体（RootComplex），交换器（Switch），端点（Endpoingt），断就（Port），PCIE到PCI/PCI-X的桥（Bridge）等。根复合体是将CPU和主存储器连接到PCIE线路结构上的设备，能带包CPI启动PCIE事务和访问主存储器；交换器可以将任务由一个端口路由到另一个端口，在系统中用于多设备的互联，具体的路由方法包括ID路由，地址路由，隐含路由；Endpoint是指一个世纪的设备（请求者或完成者）；port是设备与链路的接口；Bridge则是用来实现PCIE设备与PCI/PCI-X设备之间的连接，实现两种不同协议之间的相互转换。
PCIE核在多种模式中使用包来互换信息。包是在事务和数据链层中形成来从发送端到接收端的信息传递。必要的信息被添加到传输的包中。在接收结束，接收单元的每一层处理接收到的包，提取相关的信息并发送包到下一层。接收到的包是从他们物理层发送到数据链层和事务层的。
PCIe规范对于设备的设计采用分层的结构，有事务层、数据链路层和物理层组成，各层有都分为发送和接收两功能块。
PCIe的事务层是协议的最上层，其主要功能是根据应用层提供的信息生成相应的请求包传递给数据链路层，并且处理由数据链路层发来的包，将其转换成应用层能识别的信息，协助数据链路层完成信用管理，实现协议规定的配置事务，IO事务，存储事务和消息事务。

在设备的发送部分，首先根据来自设备核和应用程序的信息，在事务层形成事务层包（TLP），储存在发送缓冲器里，等待推向下层；在数据链路层，在TLP包上再串接一些附加信息，这些信息是对方接收TLP包时进行错误检查要用到的；在物理层，对TLP包进行编码，占用链路中的可用通道，从查封发送器发送出去。
事务层包（TLP），数据链路层包（DLLP），物理层（PLP）产生于各自所在层，最后通过电或光等介质和另一方通讯。这其中数据链路层包（DLLP），物理层（PLP）的包平常不需要关心，在IP核中封装好了。在FPGA上做PCIe的功能，变成完成事务层包（TLP）的处理。
待移动数据的PCI-Express协议的请求均由主CPU发出。
当CPU向存储器映射输入/输出（MMIO）地址存储器发出命令时，数据向下游移动。RootComplex通常会生成一个具有对应MMIO位置地址、字节使能和寄存器内容的存储器写TLP。Endpoint接收存储器写TLP更新响应的本地寄存器后事务即终止。
当CPU发出从MMIO地址加载寄存器的命令时，数据向上游移动。RootComplex通常会生成一个具有响应MMIO位置地址和字节使能的存储器读TLP。Endpoint在收到存储器读TLP后会生成带数据完成型TLP。完成包传送到RootComplex，有效载荷加载至目标寄存器后事务即完成。
PICE核接口
2.1系统接口
表1系统信号
信号名方向定义Sys_rst_nInput异步信号。sys_rst_n在上电和热复位操作期间，必须被断言至少1500nsSys_clkOutput参考时钟：可选频率为100MHZ,125MHZ或者500MHZPCIE接口
PCIE接口由不同的发送（对）和接收（对）所构成的多线程组成。一个PCIE线由一对发送差分信号（pci_exp_txp,pci_exp_txn）和一对接收差分信号（pci_exp_rxp,pci_exp_rxn）组成。单线的只支持0线，双线只支持01线，四线支持0-3线，八线支持0-7线。下表2定义了4线核的发送和接收信号。（只给了一线的信号）
表2PCIE接收和发送信号
线信号名字方向定义0pci_exp_txp0OutputPCIE发送正：串行差分输出0pci_exp_txn0OutputPCIE发送负:串行差分输出0pci_exp_rxp0InputPCIE接收正：串行差分输入0pci_exp_rxn0InputPCIE接收负：串行差分输入1pci_exp_txp1OutputPCIE发送正：串行差分输出1pci_exp_txn1OutputPCIE发送负:串行差分输出1pci_exp_rxp1InputPCIE接收正：串行差分输入1pci_exp_rxn1InputPCIE接收负：串行差分输入2pci_exp_txp2OutputPCIE发送正：串行差分输出2pci_exp_txn2OutputPCIE发送负:串行差分输出2pci_exp_rxp2InputPCIE接收正：串行差分输入2pci_exp_rxn2InputPCIE接收负：串行差分输入3pci_exp_txp3OutputPCIE发送正：串行差分输出3pci_exp_txn3OutputPCIE发送负:串行差分输出3pci_exp_rxp3Inp