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PCI Express Gen 4驗證挑戰(zhàn)和解決方案

星星科技指導(dǎo)員 ? 來源:synopsys ? 作者:Anand Shirahatti,Mo ? 2023-05-26 16:14 ? 次閱讀

作者:Anand Shirahatti,Mohd Adil Khan,Jamshed Alum

PCI Express Gen 4自2011年底以來一直在開發(fā)中,目標(biāo)是令人印象深刻的16GT / s數(shù)據(jù)速率。物聯(lián)網(wǎng)IoT) 繼續(xù)發(fā)展其對一切互聯(lián)的承諾,為下一代服務(wù)器和通信設(shè)備提供承諾的 16 GT/s 帶寬將非常重要。

PCI Express Gen 4 的實施正在向 Gen 4 0.7 版本邁進(jìn)。重要的是,不僅物理層提供 16 GT/s 的速率,而且整個協(xié)議棧應(yīng)該能夠優(yōu)化完全分配的帶寬。

為了利用全帶寬,以下兩個關(guān)鍵功能正在獲得牽引力:

10 位擴(kuò)展標(biāo)簽支持

按比例調(diào)整的流量控制配額

在即將發(fā)布的 PCIe 博客中,我們將簡要介紹這些功能,以便快速啟動任何提升最新規(guī)范的功能,并討論上述功能帶來的一些驗證挑戰(zhàn)和解決方案。博客范圍僅限于根復(fù)合體和終結(jié)點。開關(guān)和橋接器不包括在內(nèi)。

為什么這兩個功能越來越受歡迎?

隨著 16 GT/s 帶寬的增加,PCIe Gen 4 提出了有效利用帶寬以充分利用的新挑戰(zhàn)。第 4 代延遲沒有改變,并且引入了兩個關(guān)鍵功能來有效處理延遲。第一個是 10 位擴(kuò)展標(biāo)記,用于增加未完成事務(wù)總數(shù),第二個功能是縮放流控制信用,以增加通告和使用的總信用。這兩個功能一起有效地隱藏了延遲的影響,從而使應(yīng)用程序能夠飽和鏈路帶寬,從而獲得第 4 代速度的全部優(yōu)勢。

10 位擴(kuò)展標(biāo)記

10 位擴(kuò)展標(biāo)記將標(biāo)記字段的總大小從 8 位增加到 10 位。這將未完成的未發(fā)布請求 (NPR) 的數(shù)量從 256 個增加到 768 個。

特征:

該功能是通過搶救請求標(biāo)頭、設(shè)備功能 2 寄存器和設(shè)備控制 2 寄存器中的保留位來實現(xiàn)的。

請求標(biāo)頭字節(jié) 1 中的兩個保留位 [7, 3] 被重新定義,以獲得兩個額外的標(biāo)記位。重載請求標(biāo)頭中的保留位有一個缺點。保留位初始值“0”不能重復(fù)使用。因此,總 10 位擴(kuò)展標(biāo)記空間(而不是 1024 個未完成標(biāo)記)僅限于 768 個。從 2 位開始,只有 3 種組合 [01, 10, 11] 可用。256 * 3 = 768。不使用“00”。

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圖 1:10 位擴(kuò)展標(biāo)記支持的請求標(biāo)頭更新(圖片由 PCI-SIG 提供)

器件功能寄存器2,另外兩個保留位[17,16]用于添加兩個新功能。一個用于 10 位標(biāo)記完成器,另一個用于 10 位標(biāo)記請求程序。請注意,支持 10 位標(biāo)記完成器功能的接收方/完成器必須正確處理 10 位標(biāo)記,無論其 10 位標(biāo)記請求器啟用位設(shè)置如何。

設(shè)備控制2寄存器11的保留位被重新定義為10位標(biāo)簽請求者使能控制。

功能驗證

從正常操作的角度來看,每個未發(fā)布的請求單獨和組合應(yīng)該能夠達(dá)到啟用 768 位擴(kuò)展標(biāo)記功能的請求者的 10 個未完成請求中的最大值。需要驗證從兩端和單端啟用請求者功能。這需要 VIP 能夠在 DUT 充當(dāng)請求者時阻止完成。

需要驗證擴(kuò)展標(biāo)記位損壞的錯誤方案。這在實際系統(tǒng)中可能會發(fā)生,因為中間交換機(jī)或?qū)Φ润w不支持 10 位擴(kuò)展標(biāo)記。

審核編輯:郭婷

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