PCIe總線的熱插拔機(jī)制

某些特殊的應(yīng)用場合可能要求PCIe設(shè)備能夠以高可靠性持續(xù)不間斷運(yùn)行，為此，PCIe總線采用熱插拔（Hot Plug）和熱切換（Hot Swap）技術(shù)，來實(shí)現(xiàn)不關(guān)閉系統(tǒng)電源的情況下更換PCIe卡設(shè)備。

注：本文將簡單地介紹一下PCIe總線的熱插拔機(jī)制，關(guān)于熱切換（Hot Swap），請參考PCIe Spec的相關(guān)章節(jié)。

PCIe總線的熱插拔主要指的是PCIe卡設(shè)備的熱插拔，以及相關(guān)的實(shí)現(xiàn)機(jī)制等。PCIe卡有兩個(gè)用于熱插拔機(jī)制的邊帶信號(hào)——PRSNT1#和PRSNT2#。PCIe卡設(shè)備上的這兩個(gè)信號(hào)之間是短路的，PCIe插槽的PRSNT1#被固定地連接到地，PRSNT2#則被上拉。且這兩個(gè)信號(hào)的金手指長度要比其他的信號(hào)的金手指長度要短一點(diǎn)。如下圖所示，當(dāng)PCIe卡設(shè)備未被完全插入插槽時(shí)，插槽的PRSNT2#信號(hào)由于上拉的作用，將一直處于高點(diǎn)平狀態(tài)。當(dāng)PCIe卡設(shè)備被完全插入插槽后，插槽上的PRSNT2#信號(hào)則會(huì)被PCIe卡設(shè)備的短路線連接到地，從而使得其變?yōu)榈碗娖?。換句話說，從插槽的角度看，當(dāng)PRSNT2#位高電平時(shí)，則認(rèn)為PCIe卡設(shè)備未能正確插入或者無PCIe卡設(shè)備；當(dāng)PRSNT2#位低電平時(shí)，表明PCIe卡設(shè)備被正確地插入插槽中。

注：PCIe總線除了有一個(gè)Base Spec之外，還有一個(gè)關(guān)于PCIe卡設(shè)備的Spec——PCIe Card ElectroMechanical Spec（CEM）。

與PCI總線不同，PCIe總線采用的是點(diǎn)到點(diǎn)的連接（Point-to-Point Connections），因此其并不像PCI總線那樣需要用于卡設(shè)備的隔離邏輯（Isolation Logic），但是每個(gè)端口（橋設(shè)備中的，如Root和Switch）都必須包含一個(gè)獨(dú)立的熱插拔控制器（Hot Plug Controller），如下圖所示：

當(dāng)然，熱插拔不僅僅是硬件的事，其需要軟硬件協(xié)同實(shí)現(xiàn)。要想實(shí)現(xiàn)熱插拔功能，操作系統(tǒng)、主板熱插拔驅(qū)動(dòng)器、PCIe卡設(shè)備驅(qū)動(dòng)以及PCIe卡硬件功能都必須支持熱插拔，缺一不可。從PCIe卡設(shè)備硬件功能的角度來看，其需要支持Quiesce命令、Pause命令（可選）、Start命令和Resume命令。

橋設(shè)備（Switch等）中還需要支持熱插拔控制器（Hot Plug Controller），如下圖所示，這里就不詳細(xì)介紹了。具體請參考PCIe Spec相關(guān)章節(jié)內(nèi)容。

配置空間中，與熱插拔相關(guān)的寄存器如下圖所示：