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PCIe（Peripheral Component Interconnect Express）是一種新型的、高速的、串行的I/O總線，用于連接計(jì)算機(jī)內(nèi)部的各種設(shè)備。作為現(xiàn)代計(jì)算機(jī)硬件的重要組成部分，PCIe已經(jīng)成為了許多企業(yè)、機(jī)構(gòu)和領(lǐng)域的必需品。在Linux系統(tǒng)中，測(cè)試PCIe的性能和穩(wěn)定性是非常重要的。在本篇文章中，我們將會(huì)深入探討Linux下的PCIe測(cè)試。
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PCIe簡(jiǎn)介
PCIe是由Intel公司所發(fā)明的，它是一個(gè)與PCI技術(shù)相兼容、并將代替PCI技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)。PCIe采用串行信號(hào)的方式進(jìn)行通信，其數(shù)據(jù)傳輸速率比PCI技術(shù)提高了10倍或者更多。PCIe總線在數(shù)據(jù)傳輸中采用差分方式，使得數(shù)據(jù)傳輸更加穩(wěn)定可靠，同時(shí)也允許多個(gè)通道同時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
PCIe測(cè)試的方式
在Linux系統(tǒng)中，我們可以使用以下幾種方法進(jìn)行PCIe的測(cè)試。
1.使用lspci命令查看PCIe設(shè)備信息
lspci命令可以查看PCIe設(shè)備的詳細(xì)信息。該命令可以顯示PCIe設(shè)備的設(shè)備ID、廠商ID及其功能。該命令的用法為：“l(fā)spci -v”。
2.使用hdparm命令測(cè)試存儲(chǔ)設(shè)備的PCIe帶寬
hdparm命令可以測(cè)試硬盤的性能，計(jì)算硬盤傳輸?shù)乃俾?。在測(cè)試存儲(chǔ)設(shè)備的PCIe帶寬時(shí)，我們可以使用hdparm命令。該命令的用法為：“hdparm -Tt /dev/sdX”（X為硬盤的編號(hào)）。
3.使用iperf命令測(cè)試網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的PCIe帶寬
iperf命令可以測(cè)試網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的PCIe帶寬。該命令可以模擬網(wǎng)絡(luò)傳輸場(chǎng)景進(jìn)行測(cè)試，計(jì)算網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的帶寬。該命令的用法為：“iperf -s”（用于啟動(dòng)服務(wù)器）和：“iperf -c IP地址”（用于啟動(dòng)客戶端）。
PCIe測(cè)試的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
在進(jìn)行PCIe測(cè)試時(shí)，我們需要設(shè)計(jì)以下幾個(gè)實(shí)驗(yàn)：
1.測(cè)試lspci命令的使用方法。在測(cè)試前，需要了解PCIe設(shè)備的信息，包括設(shè)備ID、廠商ID及其功能。在Linux系統(tǒng)下，我們可以使用lspci命令查看PCIe設(shè)備的詳細(xì)信息。
2.測(cè)試存儲(chǔ)設(shè)備的PCIe帶寬。在測(cè)試存儲(chǔ)設(shè)備的PCIe帶寬時(shí)，我們可以使用hdparm命令。該命令可以測(cè)試硬盤的性能，計(jì)算硬盤傳輸?shù)乃俾省Ｔ谶M(jìn)行測(cè)試前，需要了解硬盤的編號(hào)。
3.測(cè)試網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的PCIe帶寬。在測(cè)試網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的PCIe帶寬時(shí)，我們可以使用iperf命令。該命令可以模擬網(wǎng)絡(luò)傳輸場(chǎng)景進(jìn)行測(cè)試，計(jì)算網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的帶寬。在進(jìn)行測(cè)試前，需要啟動(dòng)服務(wù)器和客戶端，并且指定IP地址。
PCIe測(cè)試的實(shí)驗(yàn)結(jié)果
在進(jìn)行PCIe測(cè)試后，我們得到了如下實(shí)驗(yàn)結(jié)果：
1.測(cè)試lspci命令的使用方法：我們成功使用了lspci命令查看PCIe設(shè)備的詳細(xì)信息。通過(guò)該命令，我們可以獲得PCIe設(shè)備的設(shè)備ID、廠商ID及其功能。
2.測(cè)試存儲(chǔ)設(shè)備的PCIe帶寬：我們使用hdparm命令測(cè)試了硬盤的性能，并計(jì)算出硬盤傳輸?shù)乃俾?。我們發(fā)現(xiàn)，硬盤的傳輸速率與硬盤的型號(hào)和速度相關(guān)。同時(shí)，我們也發(fā)現(xiàn)，通過(guò)PCIe接口連接的硬盤性能要好于通過(guò)SATA接口連接的硬盤。
3.測(cè)試網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的PCIe帶寬：我們使用iperf命令測(cè)試了網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的帶寬，并計(jì)算出了網(wǎng)絡(luò)帶寬。我們發(fā)現(xiàn)，網(wǎng)絡(luò)帶寬與網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的性能和通信距離相關(guān)。
PCIe測(cè)試的應(yīng)用
PCIe是一個(gè)重要的計(jì)算機(jī)組成部分，在許多領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。在Linux系統(tǒng)中，我們可以使用上述的PCIe測(cè)試方法進(jìn)行測(cè)試，并且可以根據(jù)測(cè)試結(jié)果來(lái)進(jìn)行性能優(yōu)化和故障排查。在以下領(lǐng)域，PCIe測(cè)試尤為重要：
1.服務(wù)器：作為服務(wù)器的核心組成部分，PCIe需要保證其性能和穩(wěn)定性。
2.網(wǎng)絡(luò)技術(shù)：隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，PCIe已經(jīng)成為了網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的標(biāo)配。在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中，測(cè)試PCIe的性能和穩(wěn)定性也顯得尤為重要。
3.科學(xué)研究：在科學(xué)研究中，計(jì)算機(jī)的性能和穩(wěn)定性非常重要。PCIe測(cè)試可以幫助科學(xué)研究人員更加準(zhǔn)確地掌握計(jì)算機(jī)的性能和穩(wěn)定性。
在本篇文章中，我們深入探討了Linux下的PCIe測(cè)試。在Linux系統(tǒng)中，我們可以使用lspci、hdparm和iperf等命令進(jìn)行測(cè)試。通過(guò)測(cè)試，我們可以得到PCIe設(shè)備的詳細(xì)信息，并且可以了解硬盤和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的性能和穩(wěn)定性。PCIe測(cè)試在服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和科學(xué)研究等領(lǐng)域都具有廣泛的應(yīng)用。
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- PCIe設(shè)備從上電到作系統(tǒng)識(shí)別的完整流程是什么？
PCIe設(shè)備從上電到作系統(tǒng)識(shí)別的完整流程是什么？
本次的工作激枯是完成剛流片的FPGA中PCIe
IP核
的bring up，也就是芯片的中PCIe的之一個(gè)使用者，將PCIe IP核正常使用起來(lái)，并配合公司的EDA團(tuán)隊(duì)，完成PCIe IP核到用戶的呈現(xiàn)。
經(jīng)過(guò)兩個(gè)月的調(diào)試和文檔閱讀，對(duì)PCIe也有了初步的認(rèn)識(shí)，對(duì)于PCIe的學(xué)習(xí)主要來(lái)自3個(gè)方面：
、 王齊老師的《PCI Express 體系結(jié)構(gòu)導(dǎo)讀》和王齊老喊塌師的博客
。非常感謝王齊老師的書，對(duì)于學(xué)習(xí)PCIe協(xié)議無(wú)疑是更佳的學(xué)習(xí)資料。
、《PCI Express Base Specification 3.0》PCIe的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議。
、 Synopsys公司提供 PCIe ip相關(guān)的data sheet。
以下是對(duì)PCIe建立鏈接過(guò)程的記錄，主要針對(duì)Sysnosys 的PCIe的IP，但是同時(shí)應(yīng)該也有普遍的適用性：
1.1 端口身份的識(shí)別
該部分是PCIe 底層Core識(shí)別PCIe端口的過(guò)程，PCIe總線中的有3中角色：RC（root complex）、EP（end point）、switch。他們?cè)赑CIe總線中拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如下圖所示：
?
PCIe的IP Core在上電后首要的任務(wù)就是通過(guò)外部的IO或者
寄存器
，識(shí)別自身在PCIe的系統(tǒng)中扮演的角色，不同的角色也決定其在后續(xù)的過(guò)程中不同的啟動(dòng)和配置流程鄭鉛圓。
作為用戶，在例化這個(gè)IP核時(shí)，需要做的之一個(gè)事情就是通過(guò)接口配置PCIe的device_type。
1.2 關(guān)注時(shí)鐘與復(fù)位
在使用PCIe的IP時(shí)，再需要關(guān)注的是該內(nèi)核的時(shí)鐘和復(fù)位過(guò)程。可能作為用戶，該過(guò)程硬件已經(jīng)幫你做完了，但是也最更好熟悉一下結(jié)構(gòu)和流程，并確保core的內(nèi)部時(shí)鐘已經(jīng)啟動(dòng)，復(fù)位已經(jīng)成功。
在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程中，測(cè)試的之一步就是將PCIe core的時(shí)鐘拉到芯片外部進(jìn)行測(cè)試。
1.3 Disable PCIe的LTS的
狀態(tài)機(jī)
LTS(Link Training and Status State Machine )是PCIe最為核心的一個(gè)狀態(tài)機(jī)，PCIe總線在進(jìn)行鏈路訓(xùn)練時(shí)，將使用LTS狀態(tài)機(jī)。而在啟動(dòng)LTS之前，用戶一般需要進(jìn)行參數(shù)的配備
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文章名稱：Linux下的PCIe測(cè)試：探索性能與穩(wěn)定性(linuxpcie測(cè)試)
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