PCIe学习笔记（25）

数据完整性

PCI Express的基本数据可靠性机制包含在数据链路层(data Link Layer)中，它使用32位的LCRC (CRC)码逐链路检测TLP中的错误，并采用逐链路重传机制进行错误恢复。TLP是一个数据和事务控制单元，由位于PCI Express域“边缘”的数据源(如Endpoint或Root Complex)创建，可能通过中间组件(即交换机)路由，并由最终的PCI Express接收者使用。当TLP经过Switch时，Switch可能需要改变一些控制字段，而不需要修改报文传输路径时不应该改变的其他字段。因此，LCRC由交换机重新生成。数据损坏可能发生在交换机内部，损坏数据的良好LCRC的再生掩盖了错误的存在。在对数据可靠性要求较高的系统中，为了保证端到端的数据完整性检测，可以在TLP末尾的TLP Digest字段中放置一个Transaction Layer端到端32位CRC (ECRC)。ECRC涵盖了所有在TLP遍历路径时不会改变的字段(不变字段)。ECRC由源组件中的事务层生成，并由最终PCI Express Receiver和可选的中间Receiver检查(如果支持的话)。支持ECRC检查的交换机必须在针对交换机自身的tlp上检查ECRC。这样的交换机可以选择检查它转发的tlp上的ECRC。在Switch转发的TLP上，无论Switch是否检查ECRC或ECRC检查失败，Switch都必须将ECRC作为TLP的一个组成部分保留(转发时不动)         在某些情况下，TLP负载中的数据在生成TLP时已知已损坏，或者在通过中间组件(如Switch)时可能已损坏。在这些情况下，error forwarding错误转发(也称为data poisoning,数据中毒)可用于向使用数据的设备指示损坏情况。

ECRC Rules

生成和检查ECRC的能力报告给软件，并且通过软件启用该功能。

•如果使能某个设备的Function生成ECRC，则必须计算并应用该功能生成的所有tlp的ECRC。

•SW从入端口到出端口传递的tlp必须保持ECRC不变

•如果一个设备支持ECRC生成/检查，它的至少一个功能必须支持高级错误报告(AER)(见6.2节)

•如果一个设备功能被启用检查ECRC，它必须对所有具有ECRC的TLPs这样做，设备是最终的PCI Express接收器

◦注意，它仍然有可能接收没有ECRC的TLPs，这些被正常处理-这不是一个错误

请注意，交换机可以选择对通过交换机的tlp执行ECRC检查。Switch检测到的ECRC错误报告如表6-5所示，但不会改变tlp通过Switch的传递。

一个32位的ECRC (end - end TLP Prefixes, header, and data payload)使用如下算法计算并附加到TLP的末尾(如图2-3所示):

•使用多项式的系数表示为04C1 1DB7h

•种子值seed(ECRC存储寄存器的初始值)为FFFF FFFFh

•所有报头字段，所有End-End TLP前缀(如果存在)和整个数据负载(如果存在)都包含在ECRC计算中。在变体字段中的所有位必须设置为进行ECRC计算。

◦TLP报头中Type字段的0位是可变的（Variant）。End-End TLP前缀中的这位是不变的。

◦EP位为可变的（Variant）

◦所有其他字段为不变的（Invariant）

•ECRC计算从字节0的第0位开始，从TLP的每个字节的第0位到第7位进行

•ECRC计算的结果进行补全，并将补全的结果位映射到32位TLP Digest字段中，如表2-49所示

•32位的ECRC值被放置在TLP摘要字段的末尾(见图2-3)

•对于包含用于ECRC值的TLP摘要字段的TLP，支持端到端数据完整性检查的接收器通过以下方式检查TLP摘要字段中的ECRC值:

◦对接收到的TLP应用相同的ECRC计算算法，但不包括收到的TLP的32位TLP Digest字段，然后

◦将计算结果与收到的TLP的TLP Digest字段中的值进行比较。

•支持端到端数据完整性检查的接收器将违规报告为ECRC错误。这个报告的错误与接收端口有关(参见6.2节)。

SW内TD位保护

最重要的是，交换机确保和维护它们接收和转发的TLP中TD位的完整性(即，通过应用特殊的内部保护机制)，因为TD位的损坏将导致最终目标设备误解TLP摘要字段的存在或不存在。

同样，强烈建议交换机为它们接收和转发的tlp中的其他变体字段提供内部保护，因为变体字段的端到端完整性不是由ECRC维持的。

数据链路层没有内部TLP可见性

由于数据链路层不处理TLP头(它根据物理层的指示确定TLP的开始和结束)，因此它不知道TLP摘要字段的存在，只是将其作为TLP的一部分传递给事务层。