浅析Relaxed Ordering对PCIe系统稳定性的影响

一、关于PCIe TLP排序机制的介绍

与其他协议一样，当同一个通信等级(Traffic Class, TC)的多个事务(Transactions)同时通过同一个通道时，PCIe对这些事务设置了一些排序(Transaction Ordering)规则。

这样做的好处有以下几点：

• 保持与传统总线的兼容性。比如PCI，PCI-X等；
• 保证事务的完成具有准确性，并且按照设计人员的意愿完成；
• 避免死锁的状况发生；
• 最大限度的优化PCIe总线的传输效率。

注释：死锁是指两个以上的设备在访问临界资源时，相互等待对方释放这些资源，而无法访问这些资源的情况。

在PCI总线上，只支持Strong Ordering传送规则，而在PCIe总线中新增了Relaxed Ordering(RO) 和 ID-based Ordering(IDO)传递方式。

Strong Ordering:

何为Strong Ordering? 顾名思义，Strong，就是很强壮，很彪悍的意思。Strong Ordering强制总线上的TLP按照先来后到的方式进行传递，一视同仁，不管是否有特殊情况，均不允许插队和绿色通道。但是事情总有轻重缓急，对于一些紧急的状况，这个强制规则难免会影响到总线的传递效率和用户体验。

我们看下面一个例子，

• 所有的TLPs类型统一编号；
• 发送端VC buffer有8个待传输的TLPs，依次编号为#1~8，这8个TLPs分为三类:Posted：2, 4, 7;Non-Posted: 1, 5;Completions: 3, 6, 8;
• 接收端对应的VC buffer如上图，其中，Non-Posted buffer已满，而Posted、Completions buffer则仍有可用空间；

此时，接收端Non-Posted buffer已满，TLP 1,5则需要暂停发送。由于这8个TLPs属于同一VC，需要按照Strong-Ordering规则排序。所以TLP 2,3,4对应接收