解決復(fù)雜的PCIe鏈接的技巧

PCI Express（PCIe）是一個(gè)嵌入式系統(tǒng)普遍采用的接口，提供一些關(guān)鍵的優(yōu)勢(shì)包括自動(dòng)檢測(cè)，通道配置，強(qiáng)大的誤差檢測(cè)和糾正，高通道到通道的偏差容許量和低功耗。因?yàn)樵摻涌诘哪芰投喙δ苄裕O(shè)計(jì)師有時(shí)需要調(diào)試錯(cuò)誤的PCIe連接。Reginald介紹了設(shè)計(jì)人員改如何去解決這個(gè)問(wèn)題。

當(dāng)調(diào)試1個(gè)PCIe通道，沒(méi)有顯示鏈接的跡象，設(shè)計(jì)人員可以采取幾個(gè)步驟來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。首先，確認(rèn)沒(méi)有任何鏈路終端設(shè)備是停留在復(fù)位狀態(tài)。下一步，探測(cè)信號(hào)線，并確保它們是正確的水平。此外，檢查是否有根據(jù)數(shù)據(jù)手冊(cè)規(guī)定的參考時(shí)鐘提供給兩個(gè)設(shè)備。非擴(kuò)頻時(shí)鐘必須限制在PCIe ± 300ppm。如果需要用到擴(kuò)頻時(shí)鐘，它必須是向下擴(kuò)頻，而且這兩個(gè)系統(tǒng)必須工作在一個(gè)共同的時(shí)鐘之下。

另一個(gè)步驟是檢查是否有用不正確的或有損壞的旁路電容，確保電容器處于75至200 nF而且完好。最重要的是驗(yàn)證一個(gè)鏈接的最內(nèi)層和最外層的通道。對(duì)于多通道連接，PCIe通訊協(xié)定允許從最高的通道或者最低的通道開(kāi)始進(jìn)行自動(dòng)向下協(xié)商鏈接。鏈路寬度減少到x1并檢查是否能鏈接上。如果寄存器訪問(wèn)或鏈接的分離是不可能的，則移除其余鏈接的旁路電容。

減少信號(hào)速度需要從一個(gè)變量的方程中得出。雖然是罕見(jiàn)的，但有些Gen1的設(shè)備連接到Gen2的設(shè)備時(shí)會(huì)有錯(cuò)誤產(chǎn)生。為了解決這些不兼容的的終端設(shè)備，PCIe設(shè)備供應(yīng)商通常提供一些特殊的特性來(lái)使得Gen2轉(zhuǎn)換并自動(dòng)協(xié)調(diào)速度回到Gen1的默認(rèn)值來(lái)鏈接。

如果在采取這些步驟之后仍然沒(méi)有連接，這意味著通道的距離構(gòu)成問(wèn)題。當(dāng)工作在遠(yuǎn)距離中（15’’至20’’或更長(zhǎng)），如果通道均衡設(shè)置比較差，也沒(méi)有更高級(jí)別的管理器和系統(tǒng)計(jì)時(shí)器限制重試，PCIe-Gen2設(shè)備會(huì)在在Gen1和Gen2速率上自動(dòng)來(lái)回循環(huán)的進(jìn)協(xié)商。如果該鏈接是15’’或更長(zhǎng)的距離，改變接收器均衡水平和（或者）發(fā)送器預(yù)加重可能能有效的解決問(wèn)題。

另外一個(gè)步驟是檢查接收器偵測(cè)的特定設(shè)備的屏蔽寄存器。忽略接收器的偵測(cè)并允許該設(shè)備立即發(fā)送鏈接協(xié)議。發(fā)送鏈接系列信號(hào)到Rx會(huì)初始化適當(dāng)?shù)逆溄游帐謪f(xié)議。

如果這些步驟不起作用，可能有必要在兩個(gè)不連接的設(shè)備間安置一個(gè)邏輯分析儀。當(dāng)沒(méi)有邏輯分析儀時(shí)，在一些PCIe交換器中有一種內(nèi)部的調(diào)試偵測(cè)工具可以跟蹤鏈接的狀態(tài)，執(zhí)行基本觸發(fā)以及提供有價(jià)值的的芯片狀態(tài)和鏈接狀態(tài)。

部分連接

因?yàn)闉榱嗽O(shè)置均衡器達(dá)到更長(zhǎng)的連接，解決邊緣系統(tǒng)時(shí)鐘和傳統(tǒng)協(xié)議錯(cuò)誤的問(wèn)題，系統(tǒng)工作在Gen1而不是在Gen2連接，那么請(qǐng)嘗試增加通道的均衡。確認(rèn)時(shí)鐘源滿足Gen2抖動(dòng)的要求也可以解決此問(wèn)題。即使是Gen2，首先保證連接能在Gen1的速率上鏈接，因此未能在Gen2上鏈接往往是通道質(zhì)量和均衡需求的結(jié)果。鑒于這一事實(shí)，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該：

* 確保鏈接的兩端都是適用于Gen2

* 確認(rèn)PCIe參考時(shí)鐘抖動(dòng)在變動(dòng)規(guī)范內(nèi)

* 確認(rèn)強(qiáng)制工作在Gen1是否是穩(wěn)固的連接

* 測(cè)試特定寄存器，盡可能調(diào)整寄存器去降低空閑的電氣的閥值。

* 如果此鏈接長(zhǎng)度是10’’至15’’或者更多，整Rx和Tx均衡器（如圖示1和2所示）

圖1：一個(gè)接收器Rx信號(hào)在均衡之前阻止的范圍。

圖2: 在均衡調(diào)整之后的Rx信號(hào)，最后，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該仔細(xì)的檢查正誤表，那么答案可能就在那里。