4.3 PCIE链路层发送端Ack/Nak机制的组成要素

    一个TLP从发送方给到接收端，那么发送方是如何知道已经送达并正确接收了呢？

    这就是通过数据链路层独有的DLLP包来实现的。这里还想再强调一下，DLLP包始于数据链路层也之余数据链路层。

    如果接收端成功收到就返回一个称为Ack的DLLP，如果接收端发现收的有问题，就回反馈一个称为Nak的DLLP告知一下。大致是这么回事，但仅通过这么一个机制远远达不到可靠传输，所以链路层还要其他机制配合，共同保证可靠传输。

如下图的两条线路：

1、发送端收到事务层的TLP后添加sequence和LCRC发送出去，接收端收到后去除TLP的sequence和LCRC发送到事务层。

2、接收端根据判断结果反馈Ack或Nak数据包到发送发，发送端收到后根据DLLP内容做出响应处理。

    本文主要介绍发送端数据链路层为了保证TLP的可靠传输，提供了哪些功能模块，做了哪些工作。大致分为三个部分，橙色框图为第一部分，绿色为第二部分，黄色为第三部分。

    对收到的事务层TLP添加序列号和LCRC并写入缓冲区，缓冲区写到一定程度会反压事务层的写操作

    添加序列号。NEXT_TRANSMIT_SEQ（缩写NTS）表示下一个要添加的序列号，在向“Assign Sequence Number”传递一个值后会加一，AS是ACKD_SEQ的缩写，表示接收端发过来的Ack或Nak的序列号，如果差值大于2048也会反压事务层

    处理接收端反馈的DLLP，这里是Ack或Nak，处理顺序如下：

1、进行CRC校验，校验失败直接丢掉

2、序列号比较，序列号比较又分为多种情况，大致可以这样理解，如果是Ack，则接收端接收正常，发送端根据Ack中的序列号，将缓存区里面不大于该值的TLP释放掉，如果是Nak说明接收端收到的数据包存在有问题的情况，同样根据Ack包中的序列号将缓存区中不大于该值的释放掉，其它的进行重传。

    根据上图我们可以看出，保证发送端可靠传输是多个模块协调配合共同完成的，本节就所包含的组件挨个介绍一下。

    下一个传输序列号，或者说就是一个循环数。这是一个12bit数，表示下一个传入的TLP包序号。随着TLP包的到来不断递增，计数到最大值4095后回到0重新开始。所以说，在一定时间内，每个TLP都有唯一的一个序列号。这个序列号在链路层对保证不丢包有着非常大的作用。

    如下，一个添加在TLP包尾部的32位的CRC，用于包的错误检测。

    这是一个数据缓存Buffer，按照链路层接收TLP包的顺序存储于此，待收到了接收端发来的ACK会将对应的部分TLP包释放掉，如果收到的NAK就要判断清除哪些TLP包，重传哪些数据包，这个缓冲区的意义所在其实也体现在了支持重传。每个缓冲区都存储了一个完整的TLP，包括序列号（2字节）、头部（最多16字节）、可选有效数据载荷（4KB）、可选ECRC（4KB）和LCRC（4字节）。

    缓冲区的大小没有强制规定，缓冲区大小在设计时应不会轻易写满了阻塞事务层的TLP包，也不至于太大造成资源的浪费。对于大小的设定需考虑来自接收端Ack的延迟、物理链路的延迟以及包长度等。

看这个英文名称，重放（回放）定时器。发送端发送TLP包后就会启动计时（计数），如果到了预期时间接收端没有收到Ack/Nak，发送端认为没有发送成功，会启动重传机制重新再发一遍。

    只要发送端发送了TLP，这个计时器就会启动。如果计时器启动了又发了新的TLP包，这个计时器也不会被重置，只有收Ack/Nak或溢出了才会重置。如果接收端的buffer是空的，自然也不会启动计时。

这个是重传计数器，当收到Nak或者REPLAY_TIMER超时了，会重新将缓冲区的数据包发出去。但也得有个限制，要是有不可恢复的错误，就卡死在这了，这个计数器就是防止卡死的。如果收到了ACK，且经过分析这个ACK认为之前发送的TLP包对方都接收到了，那这个计数器也会被清零。

    这是个2bit的计数器，当计数从11变成了00，数据链路层会自动强制物理层重新训练链路。

对于发送端来说，这是来自接收端的Ack/Nak数据包里面的序列号，是一个12bit数。在链路不link时候会重置为0xFFF，收到Ack/Nak后更新锁存，待下次收到后再更新。

    锁存序列号与接收的进行比较，如果晚于新接收的就表明接收方收到了以发送的TLP包。这里需要注意用到了晚于一次，是因为这是一个不一定连续的循环数，可能锁存的是4095，但收到的是2，这时候不能用大于小于来比较。如果收到的是Ack的序列号，且是最新的，则会把buffer里面的对应TLP包释放掉，REPLAY_NUM和REPLAY_TIMER也会重置。

DLLP包里面也带有CRC校验的，不过不是32bit是16bit，这个模块是检查这个校验是否正常。如果校验失败，就会把数据包直接丢掉。