芯耀
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PCIe鏈路初始化和訓(xùn)練是由物理層控制的，是基于硬件 (而非軟件) 的過程。鏈路訓(xùn)練過程在復(fù)位后由硬件自動啟動，并由LTSSM管理。
1. LTSSM總體介紹
下圖是LTSSM（鏈路訓(xùn)練狀態(tài)機）的狀態(tài)跳轉(zhuǎn)圖。LTSSM的每個狀態(tài)又劃分為若干子狀態(tài)。在冷復(fù)位、暖復(fù)位、或者熱復(fù)位（Hot Reset）釋放后，進入的第一個狀態(tài)是Detect狀態(tài)。
LTSSM共有11個頂層狀態(tài)：Detect、Polling、Configuration、Recovery、L0、L0s、L1、L2、Hot Reset、Loopback和Disable。
這11個狀態(tài)可劃分為五大類：
1. 鏈路訓(xùn)練狀態(tài)。
2. 重訓(xùn)練狀態(tài)（Recovery）。
3. 軟件驅(qū)動的電源管理狀態(tài)。
4.?ASPM（Active-State Power Management）狀態(tài)，即硬件驅(qū)動的電源管理狀態(tài)。
5. 其他狀態(tài)。
LTSSM (Link Training and Status State Machine)
在復(fù)位釋放后，LTSSM進入鏈路訓(xùn)練狀態(tài)，正常會按照Detect → Polling → Configuration → L0的順序跳轉(zhuǎn)。在L0狀態(tài)，可以進行正常的數(shù)據(jù)收發(fā)操作。
進入鏈路重訓(xùn)練狀態(tài)（即Recovery）的原因有很多，例如從L1這樣的低功耗鏈路狀態(tài)中恢復(fù)，或者進行鏈路帶寬切換（速率或者鏈路寬度切換）。在鏈路重訓(xùn)練狀態(tài)中，鏈路會重復(fù)類似于訓(xùn)練狀態(tài)的操作，來解決鏈路中的問題，并最終回到L0（正常工作）狀態(tài)。
功耗管理軟件可以使設(shè)備進入低功耗設(shè)備狀態(tài)（D1、D2、D3Hot或D3Cold），并強制鏈路進入低功耗管理鏈路狀態(tài)（L1或L2）。
如果鏈路上長時間沒有報文發(fā)送，ASPM硬件會使鏈路自動進入低功耗ASPM狀態(tài)（L0s或者ASPM L1）。
此外，軟件可以使鏈路進入一些其他狀態(tài)，如Disabled、Loopback或熱復(fù)位狀態(tài)，這些狀態(tài)統(tǒng)稱為其他狀態(tài)。
2. LTSSM各狀態(tài)介紹
以下是對11個LTSSM狀態(tài)的基本介紹。
1. 檢測狀態(tài)（Detect）：復(fù)位釋放后進入的初始狀態(tài)，目的是檢測鏈路對端設(shè)備是否存在。串行傳輸一般不需要檢測對端設(shè)備是否存在，設(shè)置Detect狀態(tài)是為了便于測試，在Polling狀態(tài)會有具體說明。除了復(fù)位之外，還可能從其他LTSSM狀態(tài)進入Detect。
2. 輪詢狀態(tài)（Polling）：在此狀態(tài)，發(fā)送方以2.5Gbps的速率向?qū)Χ税l(fā)送TS1以及TS2序列，使用協(xié)議最低速率以實現(xiàn)對早期協(xié)議的兼容。接收端可以使用接收的TS1/2序列實現(xiàn)以下功能：
完成位鎖定（Bit Lock）。鏈路訓(xùn)練開始時，接收端的時鐘與發(fā)送端時鐘不同步，無法可靠地采樣輸入數(shù)據(jù)。在鏈路訓(xùn)練期間，接收端的時鐘和數(shù)據(jù)恢復(fù)邏輯（CDR，Clock and Data Recovery）通過使用數(shù)據(jù)比特流作為時鐘的參考信號，來重建發(fā)送端的時鐘。一旦從數(shù)據(jù)流中恢復(fù)了時鐘，接收端就完成了位鎖定，可以正確采樣輸入數(shù)據(jù)。
完成Symbol鎖定或者Block鎖定（Gen3）
如有必要，校正通道極性翻轉(zhuǎn)
得知通道支持的鏈路數(shù)據(jù)速率
在測試條件下，發(fā)起兼容性測試序列：能夠進入兼容性測試是因為，如果在Detect狀態(tài)能識別到接收方，但是沒有收到輸入信號，這表明可以將對端識別為一個測試負載。在識別對端為測試負載后，發(fā)送方會發(fā)送特定的兼容測試Pattern，以方便測試。這項特性能夠使測試設(shè)備快速地驗證鏈路的電壓、BER（Bit Error Ratio）、時序以及其他指標在鏈路容忍范圍之內(nèi)。
3. 配置狀態(tài)（Configuration）
上游和下游組件將以2.5Gbps速率來交換TS1和TS2序列，完成以下的目標：
協(xié)商鏈路寬度
為各通道（lane）指定編號
檢測是否需要lane reversal，并校正
補償各個通道之間的時序偏斜（Deskew Lane-to-Lane timing differences）。從這個狀態(tài)開始，可以關(guān)閉加擾，并可進入Disable或Loopback狀態(tài)。此外，會記錄在TS1和TS2序列交換時達成的從L0s進入L0狀態(tài)所需的FTS序列數(shù)量。
4. L0狀態(tài)：鏈路功能正常運行的狀態(tài)，鏈路上會進行正常的TLP、DLLP 報文和有序集的交換。L0狀態(tài)下，鏈路速率可以比2.5GT/s更高，但只能在進入Recovery狀態(tài)，經(jīng)歷鏈路速率變化程序之后，才能切換到更高速率。
5. 恢復(fù)狀態(tài)（Recovery）：當鏈路需要重訓(xùn)練時，會進入Recovery狀態(tài)，可能有以下原因：L0狀態(tài)中發(fā)生錯誤、從L1狀態(tài)恢復(fù)到L0狀態(tài)、從L0s狀態(tài)恢復(fù)到L0時，無法通過FTS序列重新完成訓(xùn)練。
在Recovery狀態(tài)，會重新進行比特鎖定和字符/塊鎖定，鎖定的過程和Polling狀態(tài)中的相似，但是一般會更快些。
6. L0s狀態(tài)：L0s是由硬件控制的ASPM低功耗狀態(tài)，可以節(jié)約一些功耗，并且能快速恢復(fù)到L0狀態(tài)。在L0狀態(tài)下，當發(fā)送方發(fā)送EIOS序列后會進入L0s狀態(tài)。退出L0s狀態(tài)時，會通過發(fā)送FTS序列來重新快速完成比特和字符/塊鎖定。
7. L1狀態(tài)：比L0s狀態(tài)節(jié)省更多的功耗，但需要更長時間恢復(fù)到L0。進入L1需要鏈路雙方協(xié)商，并一起進入L1狀態(tài)。進入L1狀態(tài)有兩種方式：
第一種是在ASPM控制下，自動進入L1。當上行端口沒有調(diào)度發(fā)送的TLP或者DLLP報文時，硬件將自動協(xié)商進入L1。如果下行端口同意，那么鏈路進入L1狀態(tài)。否則，上行端口將進入L0s狀態(tài)（如果使能的話）。
第二種是功耗管理軟件命令設(shè)備進入低功耗狀態(tài)（D1、D2或D3Hot）。因此，上行端口通知下行端口必須一起進入L1狀態(tài)，下行端口會響應(yīng)通知，進入L1狀態(tài)。
8. L2狀態(tài)：更顯著的低功耗狀態(tài)，此時設(shè)備的主電源將被關(guān)閉。大部分的邏輯會由于沒有電源供應(yīng)而關(guān)閉，只是少部分涉及喚醒事件的邏輯會依靠輔助電源Vaux繼續(xù)工作。支持喚醒能力的上游端口會發(fā)送低頻的Beacon 信號，下游端口能夠?qū)⑵滢D(zhuǎn)發(fā)給RC，告知上層系統(tǒng)。通過Beacon信號或者邊帶信號WAKE#，設(shè)備能夠觸發(fā)系統(tǒng)喚醒事件，使主電源恢復(fù)。
（另外還有L3狀態(tài)，不過L3狀態(tài)和LTSSM沒有關(guān)系。L3狀態(tài)下所有電源都會關(guān)閉，包括輔助電源，因此L3狀態(tài)下不會響應(yīng)喚醒事件。）
9.?Loopback狀態(tài)：是一種測試狀態(tài)，協(xié)議中沒有詳細定義接收方的行為（比如接收方哪些邏輯會參與回環(huán)測試）。Loopback狀態(tài)中基本的行為很簡單：回環(huán)發(fā)起方（Loopback Master）發(fā)送TS1有序集給回環(huán)接收方（Slave），并置位TS1訓(xùn)練控制字段（Training Control）中的Loopback比特。當接收方連續(xù)接收2個回環(huán)比特置起的TS1序列后，進入回環(huán)狀態(tài)，將接收到的任何內(nèi)容都重新發(fā)送給發(fā)起方。發(fā)起方會檢查接收到的內(nèi)容，和先前發(fā)送的內(nèi)容進行比較，如果內(nèi)容經(jīng)過雙方的8b/10b編碼（解碼）后校驗一致，說明鏈路可以通過環(huán)路驗證，完整性沒有問題。
10. 禁用狀態(tài)（Disable）：Disable狀態(tài)允許將鏈路配置為禁用狀態(tài)，該狀態(tài)下發(fā)送邏輯為電氣空閑狀態(tài)，接收邏輯為低阻狀態(tài)。在某些情況下，比如鏈路狀態(tài)變得不可靠，或者對端設(shè)備被意外移除，此時 Disable 是表示這些意外情況的必要狀態(tài)。另外，軟件也可以通過鏈路控制寄存器中的Disable bit，將設(shè)備配置為禁用狀態(tài)。設(shè)備被禁用后，會連續(xù)發(fā)送16個Disable Link bit置位的TS1序列，位于TS1的訓(xùn)練控制域（Traning Control Field），通知接收方進入禁用狀態(tài)。
11. 熱復(fù)位狀態(tài)（Hot Reset）：軟件可以通過置位Bridge Control寄存器的配置次級總線復(fù)位（Secondary Bus Reset）bit，復(fù)位鏈路。軟件配置后，橋的下游端口會發(fā)送訓(xùn)練控制域（Traning Control Field）熱復(fù)位比特置位的TS1序列。當接收方接收到兩個TS1序列后，必須復(fù)位自身設(shè)備。
