前面的文章簡(jiǎn)單的介紹了一些關(guān)于PCIe總線事務(wù)層（Transaction Layer）和數(shù)據(jù)鏈路層（Data Link Layer）的一些基本概念。這篇文章來(lái)繼續(xù)聊一聊PCIe總線的最底層——物理層（Physical Layer）。在PCIe Spec中，物理層是被分為兩個(gè)部分單獨(dú)介紹的，分別是物理層邏輯子層和物理層電氣子層，其中后者一般都是采用SerDes來(lái)實(shí)現(xiàn)的。本篇文章只是簡(jiǎn)單地介紹一些PCIe物理層的基本概念，關(guān)于物理層詳細(xì)、深入地介紹，請(qǐng)關(guān)注我后續(xù)的連載博文。

由于物理層處于PCIe體系結(jié)構(gòu)中的最底層，所以無(wú)論是TLP還是DLLP都必須通過(guò)物理層完成收發(fā)操作。來(lái)自數(shù)據(jù)鏈路層的TLP和DLLP都會(huì)被臨時(shí)放入物理層的Buffer中，并被加上起始字符（Start & End Characters），這些起始字符有的時(shí)候也被稱為幀字符（Frame Characters）。具體如下圖所示：

注：這里所說(shuō)的TLP和DLLP指的是包的原始發(fā)送者發(fā)的包，即TLP表示這個(gè)包的原始發(fā)送者為事務(wù)層，而DLLP則為數(shù)據(jù)鏈路層。但是TLP仍然會(huì)被數(shù)據(jù)鏈路層轉(zhuǎn)發(fā)，并添加Sequence和LCRC。

物理層完成的一個(gè)重要的功能就是8b/10b編碼和解碼（Gen1 & Gen2），Gen3及之后的PCIe則采用了128b/130b的編碼和解碼機(jī)制。關(guān)于8b/10b，這里不再詳細(xì)地介紹了.

物理層的另一個(gè)重要的功能時(shí)進(jìn)行鏈路（Link）的初始化和訓(xùn)練（Initialization & Training），且是完全自動(dòng)的操作，并不需要人為的干預(yù)。完成鏈路的初始化和訓(xùn)練之后，便可以確定當(dāng)前PCIe設(shè)備的一些基本屬性：

· 鏈路的寬度（Link Width，x1還是x2，x4……）

· 鏈路的速率（Link Data Rate）

· Lane Reversal - Lanes connected in reverse order

· Polarity Inversion – Lane polarity connected backward

· Bit Lock Per Lane – Recovering the transmitter clock

· Symbol Lock Per Lane – Finding a recognizable position in the bit-stream

· Lane-to-Lane De-skew Within a Multi-Lane Link

物理層的電氣子層主要實(shí)現(xiàn)了差分收發(fā)對(duì)，如下圖所示：

由于其速度很高，因此采用的是交流耦合的方式（AC-Coupled），說(shuō)白了就是在信號(hào)線上加了電容Ctx，此時(shí)低頻信號(hào)和直流信號(hào)都會(huì)被抑制。

需要注意的是，PCIe物理層處理可以轉(zhuǎn)發(fā)LTP和DLLP之外，還可以直接發(fā)送命令集（Ordered Sets）。之所以稱其為命令集，是因?yàn)樗⒉皇钦嬲饬x上的包（Packet），因?yàn)槲锢韺硬粫?huì)為其添加起始字符（Start & End Characters）。并且命令集始于發(fā)送端的物理層，結(jié)束語(yǔ)接收端的物理層。雖然命令集沒(méi)有起始字符，但是對(duì)于Gen1&Gen2版本的PCIe物理層來(lái)說(shuō)，會(huì)為其添加一個(gè)叫做COM的字符作為開始字符，隨后跟著三個(gè)或者更多的信息字符。

注：PCIe Gen3及之后的版本處理方式有所不同，但是Gen3是向前兼容Gen1 & Gen2的。由于本文主要還是基于Gen2來(lái)介紹的，所以關(guān)于Gen3的更多信息，大家可以自行參考PCIe Gen3 的Spec。

命令集（OrderedSets）的收發(fā)示意圖，如下圖所示：

命令集（OrderedSets）的結(jié)構(gòu)圖如下圖所示：

命令集主要用于鏈路的訓(xùn)練操作（Link Training Process）。此外，命令集還用于鏈路進(jìn)入或者退出低功耗模式的操作。