4 PCIe 熱復(fù)位

在轉(zhuǎn)接驅(qū)動(dòng)器在 I2C 模式下運(yùn)行并可以通過(guò)外部控制器配置的應(yīng)用中，在帶電環(huán)境下執(zhí)行轉(zhuǎn)接驅(qū)動(dòng)器調(diào)優(yōu)是很常見(jiàn)的情況，這種情況下，轉(zhuǎn)接驅(qū)動(dòng)器和其他系統(tǒng)元件會(huì)保持功率，并且可以直接將新的 EQ 設(shè)置寫入器件。這很方便，與對(duì) EEPROM 進(jìn)行更改或在器件在引腳模式下運(yùn)行時(shí)重新配置電路板硬件相比，不需要下電上電。

但是，如果轉(zhuǎn)接驅(qū)動(dòng)器測(cè)試程序涉及帶電 PCIe 鏈路，那么在通過(guò)通道裕度和類似測(cè)試評(píng)估信號(hào)質(zhì)量之前，請(qǐng)務(wù)必對(duì)鏈路執(zhí)行熱復(fù)位。向轉(zhuǎn)接驅(qū)動(dòng)器發(fā)送信號(hào)的 PCIe 發(fā)送器以及轉(zhuǎn)接驅(qū)動(dòng)器將信號(hào)輸出到的 PCIe 接收器都具有自己與信號(hào)調(diào)節(jié)相關(guān)的設(shè)置，這些設(shè)置在鏈路訓(xùn)練過(guò)程中會(huì)自動(dòng)協(xié)商和校準(zhǔn)。例如，發(fā)送器會(huì)自動(dòng)評(píng)估應(yīng)用于傳輸數(shù)據(jù)的各種 PCIe 預(yù)設(shè)，并選擇一個(gè)預(yù)設(shè)來(lái)使用。當(dāng)鏈路處于正常運(yùn)行狀態(tài) (L0) 時(shí)更改轉(zhuǎn)接驅(qū)動(dòng)器設(shè)置后，通道的電磁特性現(xiàn)在會(huì)有所不同，但發(fā)送器不會(huì)動(dòng)態(tài)重新評(píng)估和重新協(xié)商其所選的 PCIe 預(yù)設(shè)作為響應(yīng)。初始協(xié)商中保留的 PCIe 預(yù)設(shè)設(shè)置對(duì)新的通道條件可能不太適合。為了解決此問(wèn)題，執(zhí)行熱復(fù)位會(huì)導(dǎo)致鏈路重新協(xié)商，并且由于系統(tǒng)電源保持不變，轉(zhuǎn)接驅(qū)動(dòng)器將保留其調(diào)整后的 EQ 設(shè)置。根據(jù)所測(cè)試系統(tǒng)的類型，可以通過(guò)在 CPU 配置軟件中運(yùn)行相關(guān)的 PCIe 協(xié)議命令來(lái)執(zhí)行熱復(fù)位，也可以通過(guò)執(zhí)行操作系統(tǒng)或 BIOS 的熱重啟來(lái)執(zhí)行熱復(fù)位。

盡管熱復(fù)位在協(xié)議級(jí)別執(zhí)行，與協(xié)議無(wú)關(guān)的轉(zhuǎn)接驅(qū)動(dòng)器相對(duì)較少參與，但通過(guò)操縱 PD 引腳，確保在熱復(fù)位和類似條件下與其他 PCIe 器件同步清除并重新激活轉(zhuǎn)接驅(qū)動(dòng)器的 RX 檢測(cè)子系統(tǒng)的電路板設(shè)計(jì)會(huì)很有幫助。轉(zhuǎn)接驅(qū)動(dòng)器 RX 檢測(cè)相對(duì)于 PD 引腳的操作如圖 4-1 所示。

圖 4-1 轉(zhuǎn)接驅(qū)動(dòng)器 RX 檢測(cè)功能

轉(zhuǎn)接驅(qū)動(dòng)器位于鏈路的中間，充當(dāng) RX 檢測(cè)時(shí)序的中間人，僅當(dāng)另一側(cè)的轉(zhuǎn)接驅(qū)動(dòng)器 TX 引腳成功檢測(cè)到所面對(duì)的器件中的 50Ω 端接時(shí)，才顯示轉(zhuǎn)接驅(qū)動(dòng)器 RX 引腳上的 50Ω 端接。RX 連接到轉(zhuǎn)接驅(qū)動(dòng)器 TX 的器件只有在內(nèi)部啟動(dòng)完全完成并且準(zhǔn)備好開(kāi)始 PCIe 協(xié)商后，才會(huì)啟用 50Ω 端接。如果轉(zhuǎn)接驅(qū)動(dòng)器在熱復(fù)位后沒(méi)有清除 RX 端接，并且等待適當(dāng)?shù)臈l件來(lái)開(kāi)啟它們，則根復(fù)合體可能會(huì)立即看到轉(zhuǎn)接驅(qū)動(dòng)器的端接（在開(kāi)始看的那一刻），然后在端點(diǎn)可能未完全就緒時(shí)即開(kāi)始 PCIe 協(xié)商。這會(huì)增加出現(xiàn)鏈路問(wèn)題的風(fēng)險(xiǎn)。

通過(guò)將 PD 引腳連接到 PCIe PERST# 信號(hào)的反相版，可以將轉(zhuǎn)接驅(qū)動(dòng)器 RX 檢測(cè)過(guò)程與 PCIe 協(xié)議的控制同步。當(dāng)鏈路處于復(fù)位狀態(tài)（熱復(fù)位或上電復(fù)位）時(shí)，PERST# 保持低電平，在此期間，與 PD 的反相連接會(huì)將轉(zhuǎn)接驅(qū)動(dòng)器保持在復(fù)位狀態(tài)并清除 RX 端接。低電平到高電平的轉(zhuǎn)換會(huì)向所有 PCIe 器件指示鏈路過(guò)程需要啟動(dòng)，轉(zhuǎn)接驅(qū)動(dòng)器的作用是開(kāi)始搜索 TX 引腳處的端接。

在典型應(yīng)用中，PERST# 會(huì)從根復(fù)合體路由到端點(diǎn)。將其轉(zhuǎn)移到逆變器并將反相信號(hào)路由到轉(zhuǎn)接驅(qū)動(dòng)器引腳或多個(gè)轉(zhuǎn)接驅(qū)動(dòng)器引腳通常不會(huì)給電路板布局帶來(lái)不便。逆變器的實(shí)現(xiàn)方案由設(shè)計(jì)人員自行決定，但基本的 MOSFET 逆變器或逆變器 IC 都可能適用。確保逆變器實(shí)現(xiàn)方案的輸入和輸出電壓與 PERST# 信號(hào)和 PD 引腳兼容。圖 4-2 展示了一個(gè)示例，說(shuō)明了如何將 PERST# 反相并分配給轉(zhuǎn)接驅(qū)動(dòng)器 PD 引腳。

圖 4-2 轉(zhuǎn)接驅(qū)動(dòng)器 PD 引腳的反相 PERST# 分配示例

在初始系統(tǒng)上電期間，此 PD 配置方案的另一個(gè)好處會(huì)顯現(xiàn)出來(lái)：由于 PERST# 最初保持低電平，轉(zhuǎn)接驅(qū)動(dòng)器可以保持在復(fù)位狀態(tài)，直到 PERST# 轉(zhuǎn)換觸發(fā)它，以便開(kāi)始與其他系統(tǒng)元件同步進(jìn)行 RX 檢測(cè)。如果通過(guò)硬接線進(jìn)行接地連接來(lái)將 PD 拉至低電平，則轉(zhuǎn)接驅(qū)動(dòng)器會(huì)在其相對(duì)快速的上電序列完成后立即開(kāi)始 RX 檢測(cè)。在 PERST# 轉(zhuǎn)換之前的這一早期階段，某些 PCIe 端點(diǎn)可能會(huì)在其自身的上電序列完全完成之前出現(xiàn)錯(cuò)誤或未同步的端接，然后轉(zhuǎn)接驅(qū)動(dòng)器可以對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)和操作。導(dǎo)致出現(xiàn)與熱復(fù)位情況類似的情況，根復(fù)合體可以看到轉(zhuǎn)接驅(qū)動(dòng)器出現(xiàn)錯(cuò)誤的提早端接，出現(xiàn)鏈路問(wèn)題的可能性也會(huì)更高。

如果除了反相 PERST# 外，PD 引腳還被其他信號(hào)控制，例如連接到 PRSNT# 以實(shí)現(xiàn)熱插拔功能，那么使用邏輯或門對(duì)多個(gè)控制信號(hào)進(jìn)行仲裁會(huì)更安全，如圖 4-3 的示例所示。如果不詳細(xì)了解生成每個(gè)控制信號(hào)的機(jī)制，就很難預(yù)測(cè)將這些信號(hào)連接到 PD 引腳處的同一節(jié)點(diǎn)時(shí)是否能夠正常工作，或者是否可能存在沖突，導(dǎo)致電壓不正確和其他問(wèn)題。

圖 4-3 具有兩個(gè)輸入信號(hào)的 PD 控制邏輯示例