Non-Flit模式下发射机组帧要求

应用在传输数据流时

• 发送TLP时
  • 发送STP令牌后,后面立刻跟数据链路层提供的TLP信息
  • TLP的长度由STP令牌中的TLP长度(Length)域指定,TLP中的所有双字(Double Word,DW,64比特)必须传输,即使TLP是无效的
  • 如果TLP无效,TLP后面必须紧跟着EDB令牌,STP令牌中的TLP长度域中的值不会针对EDB令牌做出调整
  • STP令牌在一个符号时间内传输不能超过1个
• 发送DLLP时
  • 发送SDP令牌后,后面立刻跟数据链路层提供的DLLP信息
  • DLLP的6个符号都必须发送
  • STP令牌在一个符号时间内不能传输超过1个
  • SDP令牌在一个符号时间内传输不能超过1个
• 在数据流中传输SKPOS时
  • 在当前数据块中的最后一个双字传输EDS令牌. (eg.x1的链路,EDS令牌在lane0传输,传输的符号时间是12-15;x16的链路,EDS令牌在lane12-15传输,传输的符号时间是15)
  • 在当前数据块后紧接着发送SKPOS
  • 发送SKPOS后紧接着发数据块.数据流从数据块的第一个符号开始.如果由多个SKPOS需要定期传输,每个SKPOS前面必须有一个带有EDS令牌的数据块
• 如果需要结束数据流
  • 在当前数据块中的最后一个双字传输EDS令牌(eg.对于x1的链路,EDS令牌在lane12-15上传输,传输时间为12-15个符号时间;对于x16的链路,EDS令牌在lane12-15上传输,传输时间为第15个符号时间)
  • 下一个块紧接着是EIOS或者EIEOS.发送EIOS是为了让链路训练和状态机向功耗管理状态转变;发送EIEOS是为了其它情况
• 当没有TLP,DLLP或者其他帧令牌需要传输时,必须在所有lane上都传输IDL令牌
• 多lane的link
  • 在传输完IDL令牌后,在后面的符号时间,下一个STP或者SDp令牌的第一个符号必须在lane0上
  • 在同一符号时间内,EDS令牌可以在IDL令牌之后传输，因为它必须在块的最后一个双字中传输。
  • 对于xN的链路(N>=8),如果TLP,DLLP或者EDB令牌在lanek上结束,k不等于N-1,lane K+1不能跟STP,SDP或者EDB令牌的第一个符号,IDL令牌必须放在lane K+1 到lane N-1. (eg. x8的链路,如果TLP或者DLLP在lane3上结束,IDL令牌必须放在lane 4到lane 7)
  • 令牌,TLPs和DLLPs允许连续出现,以至于在满足传输要求的情况下,在符号时间内可以出现不止一个令牌在传输.
  • 链路宽度超过4,令牌的第一个符号可以放在lane 4*N上,N是正整数(eg.对于x8的link,令牌的第一个符号可以放在lane0或者lane4,x16的link,令牌的第一个符号可以放在lane 0,4,8,12)

Non-Flit模式下接收机组帧要求

应用于接受数据流和发生在数据流开头和结尾的块类型转换

• 每一项检查都是独立的,并且是接收机可以选的
• 当在处理希望成为帧令牌的符号时,接收到的符号或者符号序列不符合帧令牌的定义是帧错误(Framing Error).
• 对于多lane的link,如果某条lane接收到的第一个符号期望是帧令牌,但是第一个符号与STP(只有bit[3:0]),IDL,SDP,EDB或者EDS令牌的符号0不符合时,spec强烈建议接收机需要向Lane Error Status寄存器报告错误
• 当收到STP令牌后
  • 接收机必须计算TLP长度域的帧循环冗余检查(Frame CRC,Cyclic redundancy check)和帧奇偶检验(Frame Parity),并与接受到的帧循环冗余检查域和帧奇偶检查域进行对比,如果帧循环冗余检查或者帧奇偶检验检查不一致,则是一个帧错误
  • 出于向数据链路层报告的目的，具有帧错误的STP令牌不被视为TLP的一部分。
  • 如果TLP长度域是1,符号不是STP令牌,取而代之的是需要评估来决这是否是一个EDS令牌
  • 接收机允许检查TLP长度域的值是否是2,3或4.如果检查,TLP长度域出现这些值是帧错误
  • 接收机允许检查TLP长度域的值是否在1152到1535之间,如果检查,TLP长度域出现这些值是帧错误
  • 如果某个port上的接收机不支持协议复用(Protocol Multiplexing),接收机允许检查TLP长度域的值是否大于1535.如果检查并且长度域的值大于1535是一个帧错误
  • 如果某个port上的接收机支持协议复用,当STP令牌中TLP长度字段大于1535时,将STP令牌作为PMUX数据包的开头
  • 下一个要处理的令牌从紧跟在TLP的最后一个双字之后的符号开始，具体由TLP长度字段确定。
    *- 接收机必须这个符号,并且决定它是否是EDB的第一个符号,并且决定TLP是否有效
  • 接收机允许检查一个符号时间内是否由超过一个STP令牌出现.如果检查,一个符号时间接收到超过一个STP令牌是帧错误
• 当收到EDB令牌时
  • 如果收到的EDB令牌是紧跟着TLP(TLP的最后一个符号与EDB令牌的第一个符号之间没有其它符号),接收机必须通知数据数据链路层收到了EDB令牌.
  • 在处理完EDB令牌的第一个符号或者任意多个符号或者是所有EDB的符号后,接收机允许通知数据链路层收到EDB令牌
  • 不管什么时候通知数据链路层,接收机都必须检查EDB令牌的所有符号
  • 接收到的EDB令牌如果与定义不符合是一种帧错误
  • 无论什么时候,收到EDB令牌后立即收到TLP是一种帧错误
  • 下一个要处理的令牌从紧随EDB令牌之后的符号开始
• 当链路数据块的最后四个符号接收到EDS令牌时
  • 接收机必须停止处理数据流
  • EDS令牌后收到的有序集如果不是SKP,EIOS或者EIEOS，则是帧错误
  • 如果EDS令牌后收到的SKP有序集,如果帧错误没有检测到,接收器使用SKP有序集后面的数据块的第一个符号恢复数据流处理
• 当收到SDP令牌后
  • 后面紧跟着DLLP,下一个要处理的令牌是紧跟着DLLP的最后一个符号
  • 接收机允许检查一个符号时间是否超过一个SDP令牌,如果检查的话,一个符号接收到不止一个SDP令牌认为是帧错误
• 当收到IDL令牌后
  • 如果是x1的链路,下一个要处理的令牌开始于下一个符号
  • 如果是x2的链路,下一个要处理的令牌从下一个符号时间开始,并且是从lane0上开始.强烈建议接收机检查lane1上接收到的符号,如果lane0收到IDL令牌(也是IDL)后,lane1上没有收到IDL,则向Lane Error Status寄存器上报错误.如果需要检查该项,lane1收到的不是IDL是帧错误
  • 如果是x4的链路,下一个要处理的令牌从下一个符号时间开始,并且是从lane0开始.强烈建议接收机检查接收机检查lane1-3的符号,如果lane0收到IDL令牌(也是IDL)后,lane1-3如果没有收到IDL,则向Lane Error Status寄存器上报错误.如果检查该项,lane1-3收到的符号不是IDL是帧错误
  • 如果是x8或者x16的链路,要处理的下一个令牌从IDL令牌之后的下一个双字(64比特)对齐的lane中收到的符号开始.(eg. x16的链路,lane4上收到了IDL令牌,下一个令牌位于同一个符号时间的lane8.如果是x8的链路,lane4上收到了IDL令牌,下一个令牌位于下一个符号时间的lane0).强烈建议接收机检查IDL令牌和下一个令牌位置之间的符号是否是IDL,如果不是IDL,则向Lane Error Status寄存器上报错误.如果接收机检查此项,IDL令牌和下一个令牌之间的符号不是IDL是帧错误
  • 在同一个符号时间,IDL令牌后跟着的只能是IDL令牌(也是IDL)或者EDS令牌
• 当在处理数据流时,在lane与lane之间去掉偏移(lane-to-lane de-skew)后,接收机也必须检查每条lane上的块类型
  • 如果SDS有序集收到的是有序集块,这是帧错误
  • 收到无效的块类型(同步头是11b或者00b)是帧错误.如果多lane的链路,如果某条lane接收到无效的快类型,强烈建议该lane向Lane Error Status寄存器上报错误
  • 任意lane上如果在前一个块中没有收到EDS令牌就收到了有序集块,是帧错误. (eg. 前一个块中没有EDS令牌,当前块中收到了SKP有序集)
  • 在数据流中,SKP有序集紧跟着其它有序集块(包括SKP有序集)是帧错误.强烈建议有序集的第一个符号是SKP.对于多lane的链路,如果某条lane收到的SKP的1到4N符号与定义不符合,则该lane向Lane Error Status寄存器上报错误
  • 任意lane上收到数据块,但是前一个数据块包括EDS令牌,是一种帧错误.对于多lane的链路,如果某条lane出现了出现了这种错误,强烈该lane建议向Lane Error Status寄存器上报.
  • 接收机允许检查不同lane上不同的有序集. (eg. Lane收到SKP有序集,lane1收到EIOS).如果检查此项,在不同lane收到收到不同的有序集是帧错误,除非是往L0p跳转时,收到了EIEOS/EIOS和SKP有序集的组合

Flit模式下对接收机组帧的要求

• 在处理数据路时,在lane与lane之去掉偏移后,接收机必须检查每条lane上收到的块类型
• 收到SDS有序集后,紧接接在任意lane上收到数据块,如果后面数据块后面跟着SKP有序集,则是帧错误
• 如果接收到的块是无效块(同步头是00b或者11b),则是帧错误.对于多lane的链路,如果某条lane收到无效的块,强烈建议该lane向Lane Error Status寄存器上报错误
• 如果某条lane没有进入或者退出L0p状态中的电气空闲状态,下面的一些条件会导致帧错误.对于多lane的链路,强烈建议引起帧错误的lane向Lane Error Status寄存器上报错误
  • 任意lane上接收到的有序集块是一个非调度的边界
  • 在预定的块边界上没有收到合适长度的EIEOS或者SKPOS或者EIOS
  • 接收机允许检查不同的lane是否是不同的有序集.(eg.lane0收到SKPOS,lane1收到EISO).如果接收机检查此项,不同lane上收到不同的有序集是帧错误

在Non-Flit模式和Flit模式下,从帧错误中恢复

• 当接收机在处理数据流时,检测到帧错误,必须按照下面的要求的方式做:
  • 报告接收机错误
  • 停止处理数据流.当收到下一个SDSOS,重新处理数据流
  • 初始化错误恢复过程.如果LTSSM的状态在L0,直接让LTSSM进入Recovery;如果在Configuration.Complie或者是Configuration.Ilde检测到帧错误,可以通过超时来处理帧错误带来的问题,要么是从Configuration.Idle超时进入Recovery.RcvrLock或者从L0转换到Recovery(Configuration.Idle->L0->Recovery);如果在Recovery.RcvrCfg或者在Recovery.Idle检测到帧错误,通过Recovery.Idle超时进入Recovery.RcvrLock或者直接从L0跳转到Recovery来纠正帧错误引起的问题.如果在Recovery.RcvrLock或者是Configuration.Linkwidth.Start检测到帧错误,从这些状态退出后就可以恢复帧错误带来的影响,不需要LTSSM跳转到Recovery来恢复
  • 帧错误引起的复位机制不期望引起数据链路层发起恢复操作(比如发送NAK)
  • 当使用128b/130b编码时,所有的帧错误都需要链路来进行恢复,从两端的端口都进入Recovery状态开始算,帧错误期望在1毫秒之内恢复

Filt模式和Non-Flit下的加扰

• 多lane的link,发射机每条lane都可以单独用一个线性反馈移位寄存器来加扰.接受机的没条lane都可以单独使用一个线性反馈移位寄存器来解扰.也可以选择较少的线性反馈移位寄存器来实现,但是必须要与使用单独的线性反馈移位寄存器的功能相同
• 线性反馈移位寄存器的实现多项式未G(x)=x^23+x^21+x^16+x^8+x^5+x^2+1
• 加扰规则
  • 8.0GT/s,16.0GT/s或者32.0GT/s中,2比特的同步头不用加扰,并且同步头不会推进线性反馈移位寄存器
  • EIEOS的16个符号都不加扰.在传输完EIEOS后的最后一个符号后,初始化加扰用的线性反馈移位寄存器;在接收到EIEOS的最后一个符号后,初始化解扰用的线性反馈移位寄存器
  • 8.0GT/s,16.0GT/s或者32.0GT/s下TS1和TS2有序集
    • TS1或TS2有序集的符号0不加扰(方便识别)
    • 符号1到13要加扰
    • 如果符号14和15是用于直流平衡(DC Balance),则不加扰，否则需要加扰
  • 8.0GT/s,16.0GT/s或者32.0GT/s中,快速训练序列(Fast Training Sequence,FTS)的16个符号都不需要加扰
  • SDS(Start of Data Stream)有序集的16个符号都不需要加扰
  • EIEOS(Electrical Idle Ordered Set)的16个符号都不需要加扰
  • SKPOS不需要加扰
  • 发射机发送有序集(除SKPOS)后会推进线性反馈移位寄存器.SKPOS中的任何符号都不会推进线性反馈移位寄存器
  • 接受机会评估接收到有序集的符号0,然后决定是否需要推进线性反馈移位寄存器.如果块的符号0是SKP,则不会推进线性反馈移位寄存器;否者,块中的所有符号都会推进线性反馈移位寄存器
  • 数据块的16个符号都需要加扰,并且会推进线性反馈移位寄存器
  • 对于需要加扰的符号,首先对最低有效位进行加扰，最后对最高有效位进行加扰.
  • 当链路首次进入Configuration.Idle时(比如Linkup=0b,链路还没建立起来,LTSSM从detect->Polling->Configuration),线性反馈移位寄存器的种子值取决于某条lane的通道号(Lane number)
    • 根据通道号模8的结果来分配种子值(eg. 9%8 = 1)

    lane	种子
    0	1DBFBCh
    1	0607BBh
    2	1EC760h
    3	18C0DBh
    4	010F12h
    5	19CFC9h
    6	0277CEh
    7	1BB807h

  • 当LinkUp=1(链路训练起来后),线性反馈移位寄存器的种子值不会改变.只要LinkUp=1,LTSSM通过Configuration状态重新配置链路时,虽然lane的分配可能会发生变化(如链路宽度发生变化),但是某条lane上最初分配的通道号不会改变
  • 当使用128b/130b编码时,在Configuration.Complete状态不能关闭加扰
  • 环回发起者不能解扰或者加扰环回的比特流

预编码

• 当链路速度在32.0GT/s或者更高时,接收器可以向其发送器请求预编码(Precoding).当在某个数据速率下启用预编码时,预编码适用于该数据速率下的快速模式和非快速模式.
• 预编码的规则:
  • 链路上的端口或者虚拟端口必须在所有配置过的lane上请求预编码.没有定义端口或者虚拟端口有些lane发送预编码请求而有些lane不发送请求预编码这种行为
  • 端口或伪端口可以请求独立于其他端口或伪端口的预编码.(就是有些端口在发预编码请求时,不要求其它端口也发. eg. 上游端口(Upstream Port)如果没有重定时器(Retimers),可以关闭预编码)
  • 只要LTSSM处于Detect状态,所有速度下都会关闭预编码
  • 如果要发出目标数据速率的预编码请求,必须在进入目标速度前发送请求.发射机通过设置EQ TS2或者128b/130b EQ TS2有序集中发射机预编码比特(Transmitter Procode Request)来发起预编码请求,当预编码开启时,需要在进入目标速度的Recovery.Speed之前发送EQ TS2或者128b/130b EQ TS2有序集.当速度在32.0GT/s或者更高时,预编码请求必须单独提出.
  • 每一个(虚拟)端口都必须存储预编码请求和Tx Eq值,其值来源于每条lane上最近一次的EQ过程.
  • 如果链路经过了EQ过程达到32.0GT/s或者更高速度或者当前处于Polling.Compliance且速度大于等于32.0GT/s,则必须强制执行来自正在使用的最后均衡结果的预编码请求. note : 只要没有设置TS1/TS2或者修正TS1/TS2有序集中的EQ方式为不需要EQ(No Equalization Needed),那么训练到32.0GT/s或者更高速度时就会执行EQ.
  • 如果链路从没执行过EQ(EQ要先于链路起来),预编码不会打开
  • 在进入Recovery.Speed前的Recovery.RcvrCfg期间,如果在接受到的8个连续EQ TS2或者128b/130b EQ TS2有序集中,每一个发射机预编码比特都为1,且目标数据速率为 32.0GT/s或更高,则发送机必须打开目标数据速率的预编码,链路在退出Recovery.Speed时将以该速率运行
  • 打开预编码后,预编码在目标速度下会生效.除非是在相同的目标速度,在进入Recovery.Speed前的Recovery.RcvrCfg期间,收到8个连续的EQ TS2或者128b/130b TS2有序集,其中发射机预编码位为0b
  • 当链路速度小于32.0GT/s,禁止发射机打开预编码
    • 速率高于32.0GT/s或者更高时,如果其预编码针对当前数据速率打开,在Recovery状态时,发射机必须设置TS1中的发射机预编码位为1;如果其预编码不针对当前速度打开,其值必须设置为0
    • 对于32.0GT/s的链路速度,发射机的lane0上如果需要打开预编码则必须设置32.0GT/s STATUS寄存器的32.0GT/s发射机预编码开启(32.0GT/s Transmitter Precoding On)位为1,否者必须设置为0.
    • 接收机如果请求或者将会请求对方在32.0GT/s时打开预编码,则必须设置32.0GT STATUS寄存器中的32.0GT/s发射机预编码请求(32.0GT/s Transmitter Procode Requeset)为1,或者必须设置为0
    • 对于64.0GT/s的链路速度,发射机的lane0上如果需要打开预编码则必须设置64.0GT/s STATUS寄存器的64.0GT/s发射机预编码开启(64.0GT/s Transmitter Precoding On)位为1,否者必须设置为0.
    • 接收机如果请求或者将会请求对方在64.0GT/s时打开预编码,则必须设置64.0GT STATUS寄存器中的64.0GT/s发射机预编码请求(64.0GT/s Transmitter Procode Requeset)为1,或者必须设置为0

32.0GT/s速率下的预编码

• 32.0GT/s下需要打开预编码时,需要满足下面的规则:
  • 只有加扰的比特需要预编码
  • 用于预编码的”前一个比特”在每个块边界上设置为 1b，并通过当前块边界内传输的最后一个加扰和预编码比特进行更新
  • 对于加扰的符号,接收机必须首先解码预编码比特,然后才能解扰解码后的数据
  • 当预编码打开时,发射机在预编码之前,需要先计算SKPOS中的奇偶性(parity).正确得顺序为:
    • 加扰
      • 紧接着奇偶位计算
      • 紧接着预编码加扰得比特
    • 接收机这边处理SKPOS的正确顺序为
      • 预编码(如果发射机打开了)
        • 紧接着计算奇偶位
        • 紧接着解扰
  • SKPOS这样做的理由是链路中有一个或者两个重计时器,不同的链路可能打开或者关闭预编码的情况不同.

Non-Flit和Flit模式下的128b/130b环回

环回发起者的要求

• 当使用128b/130b编码时,环回发起者必须传输有效的块,既同步头必须是01b或者10b.
• 环回发起者从传输有序集块到数据流时,不要求发送SDSOS,在从数据流过渡到有序集块时,也不需要发送EDS令牌.
• 环回发起者必须定期发送SKPOS,如果接受到的SKPOS(回环过来的)长度是在变化的,环回发起者也必须能够处理
• 环回发起者可以传输EIEOS.
• 环回发起者传输的数据块或者有序集块中的载荷可以是任意长度,只要环回发起者期望回环这些数据,就都可以发送.
• 如果环回发起者发送的有序集块中的第一个符号与SKPOS,EIEOS或者EIOS的第一个符号相同,那么环回发起者必须必须发送有效的SKPOS,EIEO或者EIOS,并且需要将这些有序集发送完
  环回追随者的要求
• 当使用128b/130b编码时,环回追随者必须重新传输它收到的所有比特,并且做任何修改,除非收到了SKPOS,需要用SKPOS来调整两遍的时钟频差
• 如果需要时钟补偿,环回追随者必须在每一个有序集中添加或者移除4个SKP符号
• 修正SKP有序集也必须满足定义(必须要有4到20个符号,并且后面紧跟着SKP_END符号,紧接着位环回发起者传输的三个符号)
• 如果环回追随者不能获得块对齐或者失去了块对齐,它必须能够执行时钟补偿并且有可能回环收到的所有比特,在这种情况下,为了能够继续工作,允许环回追随者添加或者删除一些符号
• 当接受到的数据从有序集块过渡到数据块时,禁止环回追随者检查是否收到SDSOS
• 当接收到的数据从数据块过渡到有序集块时,禁止环回追随者检查是否收到了EDS令牌