硬件总线基础11:PCIe总线基础-电源管理(2)

如题所述

1. PCIe节能利器:ASPM的低功耗魔法


ASPM是一种智能的硬件节能技术,特别适用于那些在D0状态(包括L0、L0s和L1)下运行的设备。它引入了两种低功耗模式——L0s(快速进出L0)和L1(更节能但延迟较大)。在PCIe规范中,L0s和L1支持是可选的,ASPM的核心在于通过电气空闲状态管理发送逻辑,显著节省电力消耗。


2. 状态转换的艺术


从L0到L0s,设备首先回到L0状态,接着转为L0s以进入低功耗模式,这一过程无需软件干预。发送和接收逻辑在此过程中起着关键作用,发送逻辑包括Tx_L0s_Entry、Idle和FTS,接收逻辑则有Rx_L0s_Entry、Idle和FTS。进入L1或L2状态时,设备通过发送EIOS序列,且不同状态间的DC电压有所不同,如L1与L2的电压管理更精细。


3. Rx逻辑的细致操作


3.1 Rx_L0s.Idle: 接收端在检测到发送端退出电气空闲状态后,自动进入Rx_L0s_FTS。


3.2 Rx_L0s_FTS: 接收FTS序列,确保比特、符号或块锁定。


3.3 回归与恢复机制


如果FTS序列不足,PCIe设备会自动进行恢复,确保通信的正常进行。


4. 功耗与恢复时间的秘密


L0、L1和L2状态的功耗和恢复时间各有差异。L1状态需要软件协作和协调的进入,而L0/L0s的切换则更加灵活。


5. L1状态的进入与管理


当下游设备请求时,进入L1状态需要上游设备确认或拒绝,同时伴随唤醒信号和链路训练过程。


6. L2的深水区


L2状态提供更低的功耗,但恢复时间更长,涉及检测和链路训练,对于复杂性要求更高。


7. 热插拔背后的复杂集成


PCIe的热插拔功能涉及到软件、驱动程序、固件和硬件的紧密协同,实现过程并非易事。


8. 未尽的探讨与未来章节预告


对于DDR DRAM等其他总线的详细分析,我们将另文详述,敬请期待。总线专题的深度剖析是一项庞大的工程,下一篇文章将转向《测试测量基础》的讲解。


参考资料:王齐《PCI Express 体系结构导读》以及Mike Jackson的《PCI Express Technology 3.0》。让我们在下一次探索中,继续深入理解PCIe的世界。

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