PCIe總線實(shí)現(xiàn)了一種叫做Quality of Service（QoS）的機(jī)制

前面的文章中介紹過(guò)，為了保證視頻、音頻等數(shù)據(jù)得到優(yōu)先傳輸，PCIe總線實(shí)現(xiàn)了一種叫做Quality of Service（QoS）的機(jī)制。QoS可以滿足視頻、音頻等對(duì)Latency和實(shí)時(shí)性（Isochronous）要求比較高（一般不可以被打斷）的應(yīng)用需求。QoS主要通過(guò)VC（Virtual Channel）和TC（Traffic Class）來(lái)實(shí)現(xiàn)。

VC的相關(guān)寄存器位于PCIe配置空間的擴(kuò)展部分（PCIe Extended Capability Space），如下圖所示：

前面的文章中介紹過(guò)，每一個(gè)VC都有獨(dú)立的Buffer，某一個(gè)VC Buffer滿了并不會(huì)影響其他VC的使用。但是只靠VC并不能實(shí)現(xiàn)QoS中的優(yōu)先級(jí)的功能，這還需要TC（Traffic Class）的支持。TC的值由TLP Header中的Byte1的bit[6:4]定義，如下圖所示。顯然TC值的范圍為0~7，值越大優(yōu)先級(jí)越高，默認(rèn)為0（優(yōu)先級(jí)最低）。在初始化的時(shí)候，PCIe驅(qū)動(dòng)程序會(huì)為每一種類(lèi)型的包分配好合適的TC值（優(yōu)先級(jí)）。

如果PCIe驅(qū)動(dòng)程序沒(méi)有找到PCIe Extended Capability Space，則認(rèn)為該設(shè)備只有一個(gè)VC，即VC0。此時(shí)再為每一個(gè)TLP分配不同的TC值，顯然是沒(méi)有意義的。因此會(huì)默認(rèn)采用TC0/VC0組合，即不支持QoS功能。換一句話說(shuō)，如果某一個(gè)PCIe設(shè)備只支持一個(gè)VC（VC0），那么就沒(méi)有QoS什么事了。

注：本次連載的博客只是簡(jiǎn)單地介紹QoS的功能和應(yīng)用，關(guān)于QoS的詳細(xì)內(nèi)容，如VC仲裁，端口仲裁，實(shí)時(shí)性（Isochronous）等相關(guān)內(nèi)容，還請(qǐng)參考PCIe Spec的相關(guān)章節(jié)。

PCIe驅(qū)動(dòng)程序（配置軟件）通過(guò)修改VC資源控制寄存器（VC Resource Control Register）中的TC/VC Map位來(lái)實(shí)現(xiàn)TC/VC Mapping。同時(shí)通過(guò)VC ID位來(lái)選擇相應(yīng)的VC。如下圖所示：

圖中的例子，TC0、TC1對(duì)應(yīng)VC0，而TC2~TC4對(duì)應(yīng)的是VC3。

TC/VC Mapping采用了一種靈活的機(jī)制，但是仍然需要注意以下幾點(diǎn)：

· TC/VC Mapping是針對(duì)Link兩端的端口（Ports）的；

· TC0會(huì)被自動(dòng)地Map到VC0，且只能Map到VC0；

· 其他的TC可以被Map到任意的VC上；

· 一個(gè)TC一般最多只能Map到一個(gè)VC上；

· 可以有TC或者VC不被使用。

如果Link的兩個(gè)端口（Ports）中，VC數(shù)量不一致，則該Link只能服從VC數(shù)量少的端口，如下圖所示：

PCIe驅(qū)動(dòng)程序可以通過(guò)查詢擴(kuò)展配置空間中的Extended VC Count來(lái)確定該端口支持的VC數(shù)量，如下圖所示：