求助，PCIe链路必须Retrain才能跑到Gen3

gavinhuang

我们系统的PCIe链路示意图如下图所示；
1 t1 S; c% I+ L5 E3 b3 H问题：每次开机或者重启后，通过工具可以看到CPU和PEX8724之间的PCIe链路是工作在Gen3的状态，但是PEX8724与下游的PCIe设备之间是工作在Gen1的，通过工具强制让PCIe链路重新训练（retrain）之后，PEX8724与下游的设备之间的链路才能工作在Gen3。
- x4 O. I& e+ i4 |6 A

% z$ u4 C$ \0 x
6 |( B8 _" Z* M; V& ]0 f3 l/ O# f, f有没有大神可以指导一二，非常感谢！
. `) l9 D2 ^' r) x' H; p5 ^2 x

Jujianjun

PCIE的启动顺序是这样的：
- c0 W/ \# K. p" J1. PCIE 的root complex上电后，会先由LTSSM状态机开始检测
2. 分别detect -> polling -> Config -> L0,这时候都是工作在2.5G
. a7 q. Q' l9 f# c3. 进入L0后， 会进入recovery状态， 协商进入GEN2或者GEN3
+ x. a- l3 m/ A! h* C! @1 W4. 具体的状态图附图所示， 这部分比较抽象， 如有不明白的可以call我电话18621873572

gavinhuang

Nick.song 发表于 2018-7-19 10:47
請問"通过工具强制让PCIe链路重新训练（retrain）"這段敘述是透過什麼工具?
以及Downstream的Device是什麼 ...

谢谢你的回答，以下是你提到的补充信息：
* M, z9 x) N1 U
1、用类似于PCIScope的工具，PCIe switch有一个“Retrain Link”的寄存器位，这个位默认是0，强制改成1让链路重新训练；
  s: |# ~- m- i2、Downstream的PCIe device，是M.2接口的SSD，PCIe带宽是x4的；
3、给到PEX8724和4个PCIe device插槽的是同一个source，都是从同一个Clock buffer出来的；
/ [6 }, r$ ^' x8 v% V& S  l4、Reset信号不是同一个source，以下是Reset信号以及PCIe信号的连接示意，Reset信号算是同源吧，因为FPGA接收到Reset信号后会立刻给PEX8724以及4个Device信号输出reset；

( F$ r" F+ m* L, e$ I6 ]如果怀疑reset信号的话，有2点说不通吧：
4.1、CPU和PEX8724之间每次都能正常工作到Gen3的，无论是开机还是重启，无需retrain，为何PEX8724和down device之间都需要retrain呢？
4.2、把强制retrain的操作通过driver（驱动）装到系统上，开机之后强制retrain，都能工作到Gen3，但是如果此时将系统重启（重启时系统不会掉电，包括FPGA，此时FPGA将reset in直连到out、o1、o2、o3、o4管脚的），重启之后，PEX8724与down device之间又掉到Gen1了，为什么呢？

0 [/ C  D+ O( r" z) j  V; k

4 H9 |% [4 {, G" {4 d( O

gavinhuang

Nick.song 发表于 2018-7-20 10:10
初期我應該會做幾件事情.
; B1 l, v1 \6 C% G. f: L% Z9 X1.更換其他Device確認不是單一Device造成.
; r: i( ]# ]/ d3 k2.量測Downstream PCIe 訊號.

谢谢你的建议
" b3 M! f0 e0 |' i1、更换过其它Device，至少两块不同的M.2 接口的SSD，还更换过我们自己做的板卡，PCIe信号连到板卡上的FPGA，FPGA是支持PCIe 3.0的，这应该也算是了吧；
! |; O+ ^. I; c2、你说的量测Downstream PCIe信号是什么意思？通过设备直接量测接收端的PCIe信号吗？你是怀疑PCIe信号loss太大或者是信号质量不好吗？不过我们也没有设备可量测PCIe信号，小公司·······
3、我刚查了你说的PLX SDK，我第一次听说，是一个PLX官方的纯粹的软件吗？需要购买吗？需要搭配什么硬件才能用吗？能不能麻烦再稍微介绍一下你说的这个办法呢？4、刚刚试了，关掉ASPM没有用；

. i* G! F- p% J; K9 r# U; ?
/ h2 U* ]- E$ X% x( V$ B1 ~  K【更正】昨天我说的有一个现象说错了，现在更正一下，我们将强行改寄存器retrain的办法，通过driver装到系统上，开机后能正常工作到Gen3，重启后也没问题，但是如果系统进入睡眠状态，再重新唤醒的话会掉到Gen1。
& z/ Z. b. z# s* v$ F  M
; F6 |  G" j9 E1 u/ T6 l2 ]

Jujianjun

是不是有什么寄存器或者芯片的strap pin，在上电时把端口强制为Gen1 ?

Nick.song

請問"通过工具强制让PCIe链路重新训练（retrain）"這段敘述是透過什麼工具?
1 w& r6 I3 F' b6 G3 l9 C以及Downstream的Device是什麼裝置?
# c7 e: i  v  [. [# ^Reset給PEX8724與PCIe device 是同一個source嗎?
8 x' ]& b7 o5 X0 y9 KClock給PEX8724與PCIe device 是同一個source嗎?
* O/ Q3 \9 {4 k9 o" @) j% P可以再補充些資訊嗎?

gavinhuang

Jujianjun 发表于 2018-7-18 13:43
是不是有什么寄存器或者芯片的strap pin，在上电时把端口强制为Gen1 ?

谢谢你的回答。
: j1 w* b  ?$ k& R
PCIe switch的strap pin我确认过了，是强制为Gen3的，根据DATASHEET，直连到1.8V。
) R" z1 K4 Y; y' b6 y, {
$ f1 P& k- S3 `7 L8 G6 Y7 D% Q
: U6 k* o8 ]9 g9 v" i5 J7 R  b
请问一下，有没有什么类似于日志文件的，能记录PCIe链路training的过程、结果？
5 v* w4 w" m' ^- \8 ^5 V0 N

Nick.song

初期我應該會做幾件事情.
; G# M$ t4 o9 z' Q1.更換其他Device確認不是單一Device造成.
4 E$ G0 A' l, J3 F2.量測Downstream PCIe 訊號.
3.透過PLX SDK確認register是否有error訊息.

給你參考.

Nick.song

再補充一個,
可以關掉ASPM試看看.

Nick.song

. x' H/ u! C' D6 J& Y9 u- a
/ T2 U: h$ b, ^& F0 N2. Yes,確認是不是訊號品質太Margin導致降速,排除訊號品質的問題.如果沒有儀器只能先計算一下Total Channel loss看一下是多少dB.
8 P2 w6 r& C, G3. 請參考 https://www.broadcom.com/products/pcie-switches-bridges/software-dev-kit
2 x' b4 ^$ e" q" nSDK可以在系統端直接透過in-band去access PLX chipset,但這需要license,請與FAE洽詢.

6 U- j8 m( b5 t) d更正這一個敘述,
4 V2 Z6 j. c/ V  ^% H) {, ^" J是不是進入睡眠後你們的driver沒有再去修改Regiset,
只有開機時才有去修改.

ykwym

去改serdes的参数吧，PLX的serdes并没有那么的好。PLX有个文档讲怎么调serdes的，不过那文档不是人看的。。。。

zymelo

谢谢无私分享

Jujianjun

gavinhuang 发表于 2018-7-20 11:18
9 Y+ R; e; h# j  y7 T" {6 w- \谢谢你的建议
1、更换过其它Device，至少两块不同的M.2 接口的SSD，还更换过我们自己做的板卡，PCIe信号 ...

! m" i1 S' C% y4 L# K6 s【更正】昨天我说的有一个现象说错了，现在更正一下，我们将强行改寄存器retrain的办法，通过driver装到系统上，开机后能正常工作到Gen3，

重启后也没问题

，但是如果系统进入睡眠状态，再重新唤醒的话会掉到Gen1。

2 ?2 c# B+ o) [1 l+ O5 N
& P6 h9 l/ @4 C" i! G4 g根据上面这段描述， 很大的可能还是因为上电时，switch工作在了gen1， 因为进入睡眠状态后，是不是在eletrical idle的情况下， switch又回到了上电时的状态 ？


( d- R4 H3 e7 \& L& s6 ]* L+ s. e另外LTSSM链路训练时，是没有日志文件的，除非用PCIE 协议分析仪， 来监控分析整个训练的过程
; Z1 O% X% i9 Y! Y3 y

gavinhuang

Jujianjun 发表于 2018-7-28 16:14
  j; V: X/ D; S- `' B, J$ n【更正】昨天我说的有一个现象说错了，现在更正一下，我们将强行改寄存器retrain的办法，通过driver装到 ...

谢谢你的回答。
! }: ?/ Z5 z+ W5 J6 M( A现在就是不知道为什么上电的时候会工作在Gen1，我们没有协议分析仪，无法监控分析整个训练过程；
% a/ }9 d5 e* a4 E1、电源的时序测量过了，CPU发出reset信号之前，PCIe switch的几路电源早早就准备好了
3 u( P: I" G  P2 `& r2、更不可能是链路通道的信号质量问题，如果说是链路的Loss太大，为什么让链路重新训练（retrain）之后却又正常了呢？而且，训练时，因为链路loss降低速率应该是降到Gen2，能够降到Gen1，链路要差到什么程度了。
# c' B  d% u* K  V

Jujianjun

gavinhuang 发表于 2018-7-30 10:16
谢谢你的回答。
现在就是不知道为什么上电的时候会工作在Gen1，我们没有协议分析仪，无法监控分析整个训 ...

9 E5 c: C! S0 E8 G$ y同意，根据现象看，应该不像是channel信号质量的问题：

提个建议：通过软件能把LTSSM开始训练的时间往后Delay一下吗？ 我不是很肯定训练状态机是否可以manual control，会不会时钟锁定有关联？ ^_^， 我瞎猜的。
7 R2 t! o; j$ d; M9 _- _2 J" F8 j
谢谢
: G2 `! J8 M3 N- T: p# Q; ]