PCIe 复位：必须了解的PERST

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1.什么是PERST#   

PERST#作为 Fundamental Reset，是直接通过边带信号PERST#（PCI Express Reset）产生的。Fundamental Reset会复位整个PCIe设备，初始化所有与状态机相关的硬件逻辑，端口状态以及配置空间中的配置寄存器等（every state machine and all the hardware logic, port states and configuration registers）。但是，也有一个例外，就是属性为“Sticky“配置寄存器字段。此类寄存器在辅助电源Vaux存在时，不受Fundamental Reset影响。但是如果主电源和Vaux都被移除，则也会被重置。“Sticky“配置寄存器字段对于诊断“problems that require a reset to get a Link working again”很有用。

如图18-1所示，IO控制器中心(ICH)芯片可以根据系统电源信号“POWERGOOD”的状态产生PERST#，因为这表明主电源已打开且稳定。主机上电时和下电时，信号POWERGOOD的跳变会导致PERST# 复位和复位释放。如图所示，PERST#能够控制图中的多种设备，例如PCIE Switch、PCI Express to-PCI-X bridge，以及Add-In Card（Endpoint设备，常见设备类型有网卡和声卡）。

2.PERST#如何作用到EP设备  

图2：PERST复位时序图

如图2所示为PERST#信号在主机上电时的时序图，初始状态（主机未上电）PERST#置为不定态（正常为0），一旦主机上电，马上PERST#置为0产生复位，保持一段时间（若干秒）后PERST#置为1表示复位撤销。不同主机上电时对PERST#信号的处理略有差异，有些主机存在两次PERST#复位。   

对PCIe Endpoint设备来说，PERST#信号来自PCIe卡槽，通过金手指传递到Add-In Card中的PCIe逻辑。如图3所示，当PERST#为0时，会通过复位产生逻辑（reset generate）产生phy_por_rstn和ctrl_rstn，phy_por_rstn用于复位PHY模块，ctrl_rstn用于复位controller模块。

需要注意的是，在主流的PCIe上电流程中，PCIe PHY需要加载firmware，为保证firmware加载正常进行会屏蔽PERST#，firmware加载完成后会解除PERST#屏蔽，并且后续的PERST#复位不会导致firmware二次加载（只要设备不断电）。

图3：PERST#作为范围

3.如何处理PERST#  

作为EP设备，收到PERST#复位需要将PCIe寄存器和状态进行复位，在复位释放后重新进行PCIe链路训练，那么此时Add-In Card中除了PCIE之外的其他模块改怎么处理呢？也需要进行复位吗？

Add-In Card是否随着PERST#复位而进行整体复位需要根据芯片的应用场景进行选择。通常为了保证能够满足各类要求，至少要保证能够做到如下场景：

1）仅复位PCIE，其他模块不复位，PCIe链路协商成功后能够进行通信

2）复位PCIE以及耦合紧密的模块，其他模块不复位，，PCIe链路协商成功后能够进行通信

3）整个芯片均复位

以上3种处理方式可以根据配置进行选择。          

4.参考文档  

MindShare PCI Express Technology 3.0

PCI Express Base Specification Revision 5.0, Version 1.0