4 PCIe 熱復位

在轉接驅動器在 I2C 模式下運行并可以通過外部控制器配置的應用中，在帶電環境下執行轉接驅動器調優是很常見的情況，這種情況下，轉接驅動器和其他系統元件會保持功率，并且可以直接將新的 EQ 設置寫入器件。這很方便，與對 EEPROM 進行更改或在器件在引腳模式下運行時重新配置電路板硬件相比，不需要下電上電。

但是，如果轉接驅動器測試程序涉及帶電 PCIe 鏈路，那么在通過通道裕度和類似測試評估信號質量之前，請務必對鏈路執行熱復位。向轉接驅動器發送信號的 PCIe 發送器以及轉接驅動器將信號輸出到的 PCIe 接收器都具有自己與信號調節相關的設置，這些設置在鏈路訓練過程中會自動協商和校準。例如，發送器會自動評估應用于傳輸數據的各種 PCIe 預設，并選擇一個預設來使用。當鏈路處于正常運行狀態 (L0) 時更改轉接驅動器設置后，通道的電磁特性現在會有所不同，但發送器不會動態重新評估和重新協商其所選的 PCIe 預設作為響應。初始協商中保留的 PCIe 預設設置對新的通道條件可能不太適合。為了解決此問題，執行熱復位會導致鏈路重新協商，并且由于系統電源保持不變，轉接驅動器將保留其調整后的 EQ 設置。根據所測試系統的類型，可以通過在 CPU 配置軟件中運行相關的 PCIe 協議命令來執行熱復位，也可以通過執行操作系統或 BIOS 的熱重啟來執行熱復位。

盡管熱復位在協議級別執行，與協議無關的轉接驅動器相對較少參與，但通過操縱 PD 引腳，確保在熱復位和類似條件下與其他 PCIe 器件同步清除并重新激活轉接驅動器的 RX 檢測子系統的電路板設計會很有幫助。轉接驅動器 RX 檢測相對于 PD 引腳的操作如圖 4-1 所示。

圖 4-1 轉接驅動器 RX 檢測功能

轉接驅動器位于鏈路的中間，充當 RX 檢測時序的中間人，僅當另一側的轉接驅動器 TX 引腳成功檢測到所面對的器件中的 50Ω 端接時，才顯示轉接驅動器 RX 引腳上的 50Ω 端接。RX 連接到轉接驅動器 TX 的器件只有在內部啟動完全完成并且準備好開始 PCIe 協商后，才會啟用 50Ω 端接。如果轉接驅動器在熱復位后沒有清除 RX 端接，并且等待適當的條件來開啟它們，則根復合體可能會立即看到轉接驅動器的端接（在開始看的那一刻），然后在端點可能未完全就緒時即開始 PCIe 協商。這會增加出現鏈路問題的風險。

通過將 PD 引腳連接到 PCIe PERST# 信號的反相版，可以將轉接驅動器 RX 檢測過程與 PCIe 協議的控制同步。當鏈路處于復位狀態（熱復位或上電復位）時，PERST# 保持低電平，在此期間，與 PD 的反相連接會將轉接驅動器保持在復位狀態并清除 RX 端接。低電平到高電平的轉換會向所有 PCIe 器件指示鏈路過程需要啟動，轉接驅動器的作用是開始搜索 TX 引腳處的端接。

在典型應用中，PERST# 會從根復合體路由到端點。將其轉移到逆變器并將反相信號路由到轉接驅動器引腳或多個轉接驅動器引腳通常不會給電路板布局帶來不便。逆變器的實現方案由設計人員自行決定，但基本的 MOSFET 逆變器或逆變器 IC 都可能適用。確保逆變器實現方案的輸入和輸出電壓與 PERST# 信號和 PD 引腳兼容。圖 4-2 展示了一個示例，說明了如何將 PERST# 反相并分配給轉接驅動器 PD 引腳。

圖 4-2 轉接驅動器 PD 引腳的反相 PERST# 分配示例

在初始系統上電期間，此 PD 配置方案的另一個好處會顯現出來：由于 PERST# 最初保持低電平，轉接驅動器可以保持在復位狀態，直到 PERST# 轉換觸發它，以便開始與其他系統元件同步進行 RX 檢測。如果通過硬接線進行接地連接來將 PD 拉至低電平，則轉接驅動器會在其相對快速的上電序列完成后立即開始 RX 檢測。在 PERST# 轉換之前的這一早期階段，某些 PCIe 端點可能會在其自身的上電序列完全完成之前出現錯誤或未同步的端接，然后轉接驅動器可以對其進行檢測和操作。導致出現與熱復位情況類似的情況，根復合體可以看到轉接驅動器出現錯誤的提早端接，出現鏈路問題的可能性也會更高。

如果除了反相 PERST# 外，PD 引腳還被其他信號控制，例如連接到 PRSNT# 以實現熱插拔功能，那么使用邏輯或門對多個控制信號進行仲裁會更安全，如圖 4-3 的示例所示。如果不詳細了解生成每個控制信號的機制，就很難預測將這些信號連接到 PD 引腳處的同一節點時是否能夠正常工作，或者是否可能存在沖突，導致電壓不正確和其他問題。

圖 4-3 具有兩個輸入信號的 PD 控制邏輯示例