PCIe 热插拔简要介绍
2024-06-27
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某些特殊的应用场合可能要求PCIe设备能够以高可靠性持续不间断运行，为此，PCIe总线采用热插拔（Hot Plug）和热切换（Hot Swap）技术，来实现不关闭系统电源的情况下更换PCIe卡设备。
注：热切换（Hot Swap）和热插拔的主要区别是应用领域不同，热插拔主要应用于PC以及服务器的主板上的板卡连接，而热切换主要针对的是CPCI（CompactPCI ，一种常用于仪器仪表的接口）应用的。具体请参考PCIe Spec和PCIe CEM Spec的相关章节。
PCIe总线的热插拔主要指的是PCIe卡设备的热插拔，以及相关的实现机制等。PCIe卡有两个用于热插拔机制的引脚——PRSNT1#和PRSNT2#。PCIe卡设备上的这两个信号之间是短路的，PCIe插槽的PRSNT1#被固定地连接到地，PRSNT2#则被上拉。且PCIe卡上的这两个信号的金手指长度要比其他的信号的金手指长度要短一点。如下图所示，当PCIe卡设备未被完全插入插槽时，插槽的PRSNT2#信号由于上拉的作用，将一直处于高点平状态。当PCIe卡设备被完全插入插槽后，插槽上的PRSNT2#信号则会被PCIe卡设备的短路线连接到地，从而使得其变为低电平。换句话说，从插槽的角度看，当PRSNT2#位高电平时，则认为PCIe卡设备未能正确插入或者无PCIe卡设备；当PRSNT2#位低电平时，表明PCIe卡设备被正确地插入插槽中。
注：PCIe总线除了有一个Base Spec之外，还有一个关于PCIe卡设备的Spec——PCIe Card ElectroMechanical Spec（CEM）。
与PCI总线不同，PCIe总线采用的是点到点的连接（Point-to-Point Connections），因此其并不像PCI总线那样需要用于卡设备的隔离逻辑（Isolation Logic），但是每个端口（桥设备中的，如Root和Switch）都必须包含一个独立的热插拔控制器（Hot Plug Controller），如下图所示：
当然，热插拔不仅仅是硬件的事，其需要软硬件协同实现。要想实现热插拔功能，操作系统、主板热插拔驱动器、PCIe卡设备驱动以及PCIe卡硬件功能都必须支持热插拔，缺一不可。从PCIe卡设备硬件功能的角度来看，其需要支持Quiesce命令、Pause命令（可选）、Start命令和Resume命令。
桥设备（Switch等）中还需要支持热插拔控制器（Hot Plug Controller），如下图所示，这里就不详细介绍了。具体请参考PCIe Spec相关章节内容。
配置空间中，与热插拔相关的寄存器如下图所示：
具体就不详细介绍了，请参考PCIe Spec 相关章节。
原文转自：http://blog.chinaaet.com/justlxy/p/5100057851
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