系統復位(Reset)

在PCIe Spec中，Reset總共分為兩類：Conventional Reset和Function Level Reset.

1. Conventional Reset

從字面上來講，Conventional Reset是傳統的Reset方式。這一類Reset功能是在PCIe Spec 2.0之前的Spec中定義的，所以稱為傳統的Reset。PCIe設備必須要支持這一類Reset。

Convential Resets包含了三種Resets: Cold Reset，Warm Reset 和 Hot Reset.

另外，還有一個概念: Cold Reset和Warm Reset又被稱為Fundamental Reset, Hot Reset被稱為Non-Fundamental Reset.

什么是Fundamental Reset呢？

這是PCIe最基本的復位方式，主要通過硬件實現，效果是重置整個設備，對每個狀態機、所有硬件邏輯、端口狀態和配置寄存器重新初始化。

但是，也會有例外的情況：在某些寄存器中的字段只有在全部電源(包括VCC電源和Vaux備用電源)切斷的情況下才會被重置。PCIe Spec給這些固執的字段起了個外號"Sticky Bits".

一般來說，Fundamental Reset是針對整個系統做Reset，但是有時也可以針對某個單一設備進行重置。

在這里說明一下Fundamental Reset中的Cold Reset和Warm Reset。

• Cold Reset : 設備的主電源VCC上電時，就會觸發Cold Reset。
• Warm Reset : 在VCC不斷電的情況下，系統可以觸發Warm Reset。比如，電源狀態的變化就會觸發Warm Reset. 不過，PCIe Spec并沒有定義觸發Warm Reset的具體方式，這部分可以有系統設計人員自行決定。

另外，在PCIe Spec中，規定了兩種觸發Fundamental Reset方式。

• 一是通過PERST#(PCIe Reset)信號控制。
• 二是在沒喲PERST#信號的情況下，通過Power on/off的方式實現。

舉個例子，看看PERST#是如何生成的。

1. 系統上電穩定后，有POWERGOOD信號產生(下圖紅色框所示)。
2. 當系統的南橋芯片(也就是圖中的IO控制器ICH)收到POWERGOOD信號后，就會產生PERST#信號(下圖綠色部分)，此時會引起Cold Reset。
3. 如果系統可以通過非上電的方式觸發PERST#信號，此時會引起Warm Reset。

明白了Fundamental Reset，那Non-Fundamental Reset中的Hot Reset又是什么呢？

與Fundatmental Reset相反，Hot Reset是一種軟件控制的復位方式。PCIe設備出現錯誤時，通常情況下用軟件的方式對設備重置。軟件可以通過在Bridge control中設置Secondary Bus Reset bit來觸發Hot Reset.

另外，在PCIe總線中，通過發送TS1序列，并且在TS1序列中設置Hot Reset bit來對下游設備進行Hot Reset(如下圖紅色框).

在這個過程中，發送端會持續發送TS1序列至2ms, 接收端在接到2個連續的TS1序列之后進行Hot Reset.

同樣，舉個例子說明一下Hot Reset:

1. 系統通過軟件對Switch A左邊端口的Secondary Bus Reset bit置為1(下圖紅色框)，觸發了Hot Reset.
2. 之后通過發送TS1序列對PCIe鏈路中的下游設備觸發Hot Reset(下圖黑色箭頭).

2. Function Level Reset

在傳統復位方式的基礎上，PCIe Sepc 2.0以后開始增加了新的復位方式FLR(Function Level Reset)。前面講到的傳統復位方式(Cold Reset, Warm Reset, Hot Reset)均屬于全局復位方式，而FLR的優勢則是對局部復位。

在PCIe協議中，一個PCIe設備可能包含多個功能模塊(Function)，每個功能模塊相互對立，共用一個PCIe link。其中，某個功能模塊出問題時，雖然可以采用傳統復位方式對整個PCIe設備復位，但這個顯然不友好，因為其他功能模塊可能正在埋頭苦干。這就好比如，在一個團體中，一個人犯錯了，要團隊所有人一起承擔，這個肯定會影響團結呀。

所以，PCIe深得管理學的精髓，為了不影響團結，FLR允許只對其中出錯的功能模塊(Function)進行重置，其他功能模塊正常工作。

不過，FLR復位方式對PCIe設備并不是必須的，在對PCIe設備使用FLR復位之前必須先檢查是否支持FLR。這部分可以查看Device Capabilities Register是否將Funcion-Level Reset Capability bit置起。

如果PCIe設備支持FLR，那么就可以通過設置Device Control Register中的Function-Level Reset bit觸發FLR復位咯~

觸發FLR之后，PCIe鏈路中都有哪些變化呢？

我們前面提到了，FLR是一個局部復位方式，只對出問題的那個Function起作用。所以說， FLR只會改變當下Function內部的狀態和寄存器的內容 。以下幾個方面不會被影響：

• 執行FLR的Function所在的PCIe鏈路狀態不會改變，因為其他Function也在共用整條PCIe鏈路；
• Sticky Bits . 傳統復位方式也無法改變Sticky bits, 除非完全斷電。
• HwInit Bits . HwInit bits是硬件初始化的內容，這些值由芯片的配置引腳決定，后者上電復位后從EEPROM中獲取。Cold和Warm Reset可以復位這些寄存器，然后從EEPROM中從新獲取數據，但是使用FLR方式不能復位這些寄存器。
• 與Link相關的寄存器 。比如ASPM，Flow control等相應的寄存器。

另外，PCIe Sepc規定，某個Function的FLR必須在100ms之后完成。所以，PCIe Spec寫了一封倡議書給要使用FLR復位方式的"人們"-軟件：

為了創造一個溫馨的FLR工作環境，請做到以下幾點：

• 在FLR工作期間，請不要訪問對應的Function；
• 清除所有的Command Register；
• 通過Polling Device Status Register中的Transaction Pending bit來確保之前請求的Compeletion報文已完成，或者確保后續不會再發送Compeletion報文。
• 觸發FLR之后，請耐心等待至少100ms;
• 初始化Function的配置寄存器，讓其正常工作。

在FLR執行的過程中，如果收到TLP或者Compeletions都會被默默的丟棄，而不會向系統報錯。

舉個栗子，看看FLR執行過程，

1. 如下圖，這個PCIe設備中有兩個功能模塊：Function 0和Function 5. 此時，兩個Functions依舊是互不干擾，認真工作，傳輸TLPs.

2. 之后，Function 5出了一些問題，需要做FLR。FLR之后，Function5中的之前的TLPs全部被清除。

3. Function 5做FLR，并不影響Function 0，繼續TLPs傳輸。如下圖，3個TLPs正常傳輸完畢。