【博文连载】PCIe扫盲——复位机制介绍（Fundamental & Hot）

PCI总线中定义了四种复位名称：冷复位（Cold Reset）、暖复位（Warm Reset）、热复位（Hot Reset）和功能层复位（Function-Level Reset，FLR）。其中FLR是PCIe Spec V2.0加入的功能，因此一般把另外三种复位统称为传统的复位方式（Conventional Reset）。其中冷复位和暖复位是基于边带信号PERST#的，又被统称为基本的复位方式（Fundamental Reset）。

基本复位由硬件自动处理，会复位整个PCIe设备，初始化所有状态机与相关硬件逻辑，端口状态以及配置空间中的配置寄存器等等。但是，也有一个例外，就是前面介绍PCIe错误报告机制的相关文章中提到过Sticky（不受复位影响）的概念。这里指的不受复位影响的前提是，PCIe设备的电源并未被完全切断。Sticky这一功能有助于系统定位错误与分析错误起因。

基本复位中的冷复位（Cold Reset）指的是因为主电源断开后重新连接导致的复位。需要注意的是，即使主电源断开了，如果PCIe设备仍有辅助电源Vaux为其供电，该复位仍不会影响到Sticky的bits。

PCIe Spec允许两种实现基本复位的方式。一是直接通过边带信号PERST#（PCI Express Reset）；而是不使用边带信号PERST#，PCIe设备在主电源被切断时，自行产生一个复位信号。一个简单的例子如下图所示：

暖复位（Warm Rest）是可选的，指的是在不关闭主电源的情况下，产生的复位。然而，PCIe Spec并未明确规定暖复位的产生机制，因此，如果产生暖复位完全是由系统设计者决定的。

热复位（Hot Reset）是一种In-band 复位，其并不使用边带信号。PCIe设备通过向其链路（Link）相邻的设备发送数个TS1 Ordered Set（其中第五个字符的bit0为1），如下图所示。这些TS1OS在所有的通道（Lane）上同时发送，并持续2ms左右。

注：关于Ordered Set以及LTSSM等相关内容，请参考前面介绍链路初始化与训练的相关文章。

主要注意的是，如果Switch的Upstream端口收到了热复位，则会将其广播至所有的Downstream端口，并复位其自己。如果PCIe设备的Downstream端口接收到热复位，则只需要复位其自己即可。

当PCIe设备接收到热复位后，LTSSM会进入Recovery and Hot Reset状态，然后返回值Detect状态，并重新开始链路初始化训练。其该PCIe设备的所有状态机，硬件逻辑，端口状态和配置空间中的寄存器（除了Sticky bits）都将被初始化值默认状态。

软件可以通过向桥设备的，特定端口的配置空间中的二级总线复位（Secondary Bus Reset）bit先写0再写1，来产生热复位，如下图所示：

需要注意的是，如果软件设置的是Switch的Upstream端口的二级总线复位bit，则该Switch会往其所有的Downstream端口广播热复位信号。而PCIe-to-PCI桥则会将接收到的热复位信号转换为PRST#置位，发送给PCI设备。

二级总线复位（Secondary Bus Reset）bit在配置空间的位置如下图所示：

PCIe Spec还允许软件禁止某个链路（Link），强制使其进入电气空闲状态（Electrical Idle）。如果将某个链路禁止，则该链路所有的下游PCIe设备都将收到链路禁止信号（通过TS1OS，如下图所示）。