本章详细介绍了**PCI Express事务层（Transaction Layer）**的工作原理、事务类型、数据包格式等内容。
1. 事务层概述
事务层是PCI Express架构中负责处理信息传输的部分。它的工作内容包括：
• 分裂事务（Split-Transaction）协议：这是一种“流水线”式的协议，使得一个请求可以分成多个阶段来处理。这样可以避免处理延迟，提高效率。
• 流控制：事务层使用“信用”机制（credit-based flow control）来管理数据包的发送频率，避免接收端的数据处理能力超负荷。
• 数据完整性和数据中毒支持：事务层可以检测数据传输中的错误（如数据中毒），确保数据的完整性。
• 事务排序和处理：事务层还会处理数据包的顺序，确保它们按照正确的顺序进行处理。
2. 地址空间和事务类型
PCI Express定义了四种不同的地址空间，每个地址空间有不同类型的事务。每个事务类型用于不同的目的：
• 内存地址空间（Memory）：用于数据的读取和写入，操作内存位置。
○ 读请求、写请求、**原子操作请求（AtomicOp）**等。
○ 内存事务格式可以是32位地址（短地址格式）或者64位地址（长地址格式）。
• I/O 地址空间（I/O）：用于与一些传统I/O设备的兼容性。
○ 读请求、写请求等。
○ I/O事务格式只有32位地址。
• 配置地址空间（Configuration）：用于访问设备的配置寄存器，设置设备功能。
○ 读请求、写请求等。
• 消息地址空间（Message）：用于设备间的事件信号传输和其他通用消息。
○ 消息类型包括基本消息和供应商定义消息，后者可以由供应商定制
3. 数据包格式概述
数据在事务层中通过**事务层包（TLPs）**进行传输。每个TLP由以下部分组成：
• TLP前缀（TLP Prefix）：这是一个可选部分，包含一些附加信息，通常用于标识事务的额外属性。
• TLP头（TLP Header）：是TLP的核心部分，包含了关于事务的基本信息，如事务ID、地址信息、数据长度等。
• 数据负载（Data Payload）：这是实际的传输数据部分，某些事务类型会包含这部分数据。
• TLP摘要（TLP Digest）：这是一个可选的部分，用于数据完整性检查（如CRC校验）。
在PCI Express中，数据包通过“字节流”（byte stream）的方式进行传输。数据以字节的形式从发送端流向接收端，每个字节都带有地址和标识符，确保数据可以正确地被解析。
4. TLP的结构和字段
TLP的结构会根据数据包的类型有所不同，但通常会包括以下字段：
• 包格式（Packet Format）：指示包的类型（请求、完成等）。
• 事务描述符（Transaction Descriptor）：包括事务ID、属性、流量类别等，帮助事务层识别和管理每个事务。
• 地址和路由信息（Address/Routing Information）：指示数据包传输的目标地址。
• 字节使能（Byte Enables）：这部分用于标识数据负载中哪些字节是有效的。
• 消息编码（Message Encoding）：指示数据包是否包含消息类型的编码。
• 完成状态（Completion Status）：当请求被处理完毕时，返回的状态信息。
5. 数据包传输过程
TLP数据包以字节流的形式传输，在物理链路上按字节顺序传输。 在传输过程中，最关键的信息（如地址和类型）首先被传送，以便接收端能够快速解码和处理数据。
6. 总结
这段文字的重点是事务层的工作机制，其中涉及到：
• 四种地址空间和事务类型：包括内存、I/O、配置和消息，分别用于不同类型的数据传输。
• 数据包结构：通过TLP格式进行数据传输，包括头部、负载、可选的摘要等。
• 流控制和排序：事务层使用信用机制管理流量，并根据需求对事务进行排序。
• 数据完整性：支持数据中毒和完整性检测，确保数据传输无误。
总的来说，事务层是PCI Express的核心部分，负责高层的数据传输控制、事务排序、地址管理以及流量调度等工作。通过这些机制，PCI Express能够高效地管理设备间的通信，保证数据的可靠性和完整性。
