PCIe 个人理解专栏——【2】LTSSM（Link Training and Status State Machine）

前言：

        链路训练和状况状态机LTSSM（Link Training and Status State Machine）是整个链路训练和运行中状态的状态转换逻辑关系图，总共有11个状态。

正文：

        包括检测（Detect），轮询（poling），配置（configration），L0，L0s，L1，L2，恢复（Recovery），环回（Loopback），热复位（Hot Reset），禁用（Disable）；L0是链路正常运行的状态，从配置到L0（即图中的绿色箭头）即是链路训练的过程。

整个LTSSM状态很多，且多个状态可以互相的转换，初步看上去很复杂，我们简单归纳一下，分成几类：

训练状态类：包括Detect，polling，configuration。 

        Detect：当PCIe链路被复位或者通过填写某些寄存器，将进入该状态，开始侦测对端设备是否存在，PCIe如何发现链路的另外一端有设备存在呢，其实是一个充电时间侦测，发送端拉高D+和D-信号的电压到600mv，如果没有接受端存在或者接受端没上电，发送端电压很快上升到600mv，但如果有接收端存在，因为有AC电容的存在，会经过一个充电时间后才上升到600mv；

        polling：侦测到对端设备后，进入该状态，向对端发送TS1/TS2序列，并接收对端发送过来的TS1/TS2序列，以确定Bit/Symbol Lock，lane的极性，并进行Loopback测试。

        Configration：进入该状态将确定链路的宽度，link number，lane reversal，polarity inversion和lane-lane的延时，至此链路两端还是2.5GT/S的速度。

工作状态：L0，PCIe链路的正常工作状态；

重新训练类：Revovery，链路有异常时，可能需要重新训练，会进入Recovery，从L0s，L1返回到L0，也需要先进入到Recovery。

        Recvery：PCIe链路需要重新协商链路状态时，进入该状态；

电源管理状态类：L0s，L1，L2，如果设备进入了低功耗如D1/D2等，链路则相应进入L1，L2状态；

        L0s，L1，L2都是低功耗状态，L0s功耗最高，L2功耗最低。

ASPM类：L0s和L1，ASPM即活动电源管理，负责链路的低功耗状态，如IDLE状态；

其他类：Loopback，Hot Reset，Disabled，环路通常用作链路端口的自检，Hot Reset则是由带内发起的复位；

        Disable：系统软件可以进入此状态，对端设备拔出也进入此状态；

        Loopback：进入该状态，接收端口的数据被转发到发送端口，以利于测试用途；

        Hot reset：系统启动该状态，先进入Recovery状态，在进入Hot reset状态，链路重新初始化

需要注意的是：在从Detect到L0之前，链路肯定是link down的，其中configuration可能是UP，也可能是down，在L0之后，L1,L2,L0s，recovery状态下链路均是Link up的，特殊的几个模式：Loopback，Hot Reset和disable则是linkdown的，up/down在图中用绿色/黑色的椭圆外形表示；

在一致性测试中，进行测试的原理是使设备进入Polling状态下的polling Cmpliance状态，该状态基本是一个故障状态，PCIe发送端会不发送测试pattern出来，从而可以进行眼图测试；