S4.2.4.3 Electrical Idle Sequence(EIOS)

一 本章节主讲知识点

1.1 EIOS的具体码型

1.2 EIOS的识别规则

1.3 EIEOS的具体码型

二 本章节原文翻译

2.1 EIOS

当某种状态下，发送器想要进入电器空闲状态的时候，发送器必须发送EIOSQ，也既是：电器Electrical Idle Odered Set Sequence。当然，除非在某些情况下，特殊制定，也是可以不发送EIOSQ的。

（1）若当下速率是Gen1/3/4/5, 一个EIOSQ 是由一个 EIOS 组成；

（2）若当下速率是Gen2，一个EIOSQ是由2个EIOS组成。

2.1.1 8b/10b 编码模式，Gen1/Gen2 

当使用8b/10b编码的时候，一个EIOS的组成规则，请见Table 4-10  描述。

            

对于发送端，其必须完整发送整个EIOS；对于接收端，其认为接收到EIOS的标准是：接收到一个COM, 加三个IDL 中的两个 IDL。

2.1.2 128b/130b 编码模式，Gen3/Gen4/Gen5

128b/130b 和 1b/1b 编码下，EIOS 是有序集块。如果 EIOS 发送后还有 EIOS 需要发送，则要发送正在发送的 EIOS 的全部字符。此外，规定了发射器必须发送 EIOS 的字符 0-13，在转入电气空闲后可以在发送字符 14-15 的任一处停止发送。其实也就是说，PCIe Gen 3 及更高的版本是允许最后一个 EIOS 有序集截断，因为此时的内部时钟可能无法支持继续发送，所以接收器也只是看 EIOS 的前 4 个字符来判断。

Gen 6 之前，只要收到了符合 EIOS 的字符 0-3，就认为收到了 EIOS。Gen 6，只要接收到的块的前 8 个字节中有至少 5 个字节能够匹配对应的 EIOS 的字节，且字符 0 或字符 8 也匹配对应的 EIOS 字节，则认为收到 EIOS。

发送完 EIOS 的最后一个字符后，发射器必须处于电气空闲状态。

2.2 EIOS

EIEOS 有序集是低频周期发送的控制数据，Gen 1 不支持，它的作用是帮助接收器退出电气空闲状态。在 128b/130b 编码中，还可以用于块对齐，这涉及到块对齐的知识。

Gen 2-4，EIEOS 序列是一个 EIEOS 有序集；Gen 5 则由两个背靠背中间无其它信号插入的 EIEOS 有序集组成。但只发一个 EIEOS 有序集也可以帮助块对齐

而 Gen 6 中，EIEOS 序列的定义更加复杂了，除下列特殊情况是由 4 个连续 EIEOS 组成且中间不能被其它有序集插入外，其他情况是一个 EIEOS 有序集组成

• 从 Recovery.Speed 或 L1 状态进入 Recovery.RcvrLock，直到接收器所有 Lane 收到了退出电气空闲信号或任意 Lane 收到了两个连续有效的 TS1 有序集
• 在 L0p 状态增大链路宽度操作时，接收器在需要激活的所有 Lane 检测到退出电气空闲或有两个连续有效的 TS1 有序集
• 从电气空闲进入 Loopback，直到接收器在需要激活的所有 Lane 检测到电气空闲或两个连续的 TS1 有序集

Gen 6 中，一个块的开始和末尾的 8 字节中有至少 5 个对齐和连续的字节符合对应的 EIEOS 的字节，并且块的字符 0 或字符 8 符合 EIEOS 对应的字节，接收器可以忽略其中 1bit 的不匹配，则认为收到了 EIEOS

Gen 2 会在以下情况发送 EIEOS 序列​：

• 进入 LTSSM Configuration.Linkwidth.Start 状态后，第一个发送 TS1 有序集前
• 进入 LTSSM Recovery.RcvrLock 状态后，第一个发送 TS1 有序集前
• 在 LTSSM Configuration.Linkwidth.Start、Recovery.RcvrLock 和 Recovery.RcvrCfg 状态，每发送 32 个 TS1 或 TS2 有序集。
• PCIe 物理层总结 2- 有序集、帧令牌和 Flit - 知乎 (zhihu.com)

当使用128b/130b编码模式时候，一个EIOS的组成，是由一个EIOS block ,见下表。

Transmitters must transmit all Symbols of an EIOS if additional EIOSs are to be transmitted following it. Transmitters must transmit Symbols 0-13 of an EIOS, but are permitted to terminate the EIOS anywhere in Symbols 14 or 15, when transitioning to Electrical Idle after it.
An EIOS is considered received when Symbols 0-3 of an Ordered Set Block match the definition of an EIOS.

既然有EIOS 进入电器空闲序列，那么肯定要有退出电器空闲序列。我们看下SPec 中规定的EIEOS :

 

下面是Gen3/4/5 速率下的，EIEOS 的详细bit流情况，我们可以发现：三种速率下的EIEOS 在串行端的频率大概是1Ghz 。

 

三 本章节关联知识点

暂无

四 本章节存疑问题

疑问1：对于发送端，其必须完整发送整个EIOS；对于接收端，其认为接收到EIOS的标准是：接收到一个COM, 加三个IDL 中的两个 IDL。为什么？连续2个，还是只要收到2个？这么处理好处是什么？

答：

疑问2：在具体实现中，Gen3/4/5 发送EIOS 和 EIEOS 的效果图是怎么样的？

五 总结

5.1 EIOS

在 8b/10b 编码下，EIOS 由 K28.5 COM 和其后的三个 K28.3 IDL 字符组成。发射器是需要发送 EIOS 有序集的所有字符，不过接收器只要接收到 COM 和其后的两个 IDL 字符，就认为收到了 EIOS。

128b/130b 和 1b/1b 编码下，EIOS 是有序集块。如果 EIOS 发送后还有 EIOS 需要发送，则要发送正在发送的 EIOS 的全部字符。此外，规定了发射器必须发送 EIOS 的字符 0-13，在转入电气空闲后可以在发送字符 14-15 的任一处停止发送。其实也就是说，PCIe Gen 3 及更高的版本是允许最后一个 EIOS 有序集截断，因为此时的内部时钟可能无法支持继续发送，所以接收器也只是看 EIOS 的前 4 个字符来判断。

Gen 6 之前，只要收到了符合 EIOS 的字符 0-3，就认为收到了 EIOS。Gen 6，只要接收到的块的前 8 个字节中有至少 5 个字节能够匹配对应的 EIOS 的字节，且字符 0 或字符 8 也匹配对应的 EIOS 字节，则认为收到 EIOS。

发送完 EIOS 的最后一个字符后，发射器必须处于电气空闲状态。

5.2 EIEOS