PCIe總線的熱插拔機制

某些特殊的應用場合可能要求PCIe設備能夠以高可靠性持續(xù)不間斷運行，為此，PCIe總線采用熱插拔（Hot Plug）和熱切換（Hot Swap）技術，來實現(xiàn)不關閉系統(tǒng)電源的情況下更換PCIe卡設備。

注：本文將簡單地介紹一下PCIe總線的熱插拔機制，關于熱切換（Hot Swap），請參考PCIe Spec的相關章節(jié)。

PCIe總線的熱插拔主要指的是PCIe卡設備的熱插拔，以及相關的實現(xiàn)機制等。PCIe卡有兩個用于熱插拔機制的邊帶信號——PRSNT1#和PRSNT2#。PCIe卡設備上的這兩個信號之間是短路的，PCIe插槽的PRSNT1#被固定地連接到地，PRSNT2#則被上拉。且這兩個信號的金手指長度要比其他的信號的金手指長度要短一點。如下圖所示，當PCIe卡設備未被完全插入插槽時，插槽的PRSNT2#信號由于上拉的作用，將一直處于高點平狀態(tài)。當PCIe卡設備被完全插入插槽后，插槽上的PRSNT2#信號則會被PCIe卡設備的短路線連接到地，從而使得其變?yōu)榈碗娖健Q句話說，從插槽的角度看，當PRSNT2#位高電平時，則認為PCIe卡設備未能正確插入或者無PCIe卡設備；當PRSNT2#位低電平時，表明PCIe卡設備被正確地插入插槽中。

注：PCIe總線除了有一個Base Spec之外，還有一個關于PCIe卡設備的Spec——PCIe Card ElectroMechanical Spec（CEM）。

與PCI總線不同，PCIe總線采用的是點到點的連接（Point-to-Point Connections），因此其并不像PCI總線那樣需要用于卡設備的隔離邏輯（Isolation Logic），但是每個端口（橋設備中的，如Root和Switch）都必須包含一個獨立的熱插拔控制器（Hot Plug Controller），如下圖所示：

當然，熱插拔不僅僅是硬件的事，其需要軟硬件協(xié)同實現(xiàn)。要想實現(xiàn)熱插拔功能，操作系統(tǒng)、主板熱插拔驅(qū)動器、PCIe卡設備驅(qū)動以及PCIe卡硬件功能都必須支持熱插拔，缺一不可。從PCIe卡設備硬件功能的角度來看，其需要支持Quiesce命令、Pause命令（可選）、Start命令和Resume命令。

橋設備（Switch等）中還需要支持熱插拔控制器（Hot Plug Controller），如下圖所示，這里就不詳細介紹了。具體請參考PCIe Spec相關章節(jié)內(nèi)容。

配置空間中，與熱插拔相關的寄存器如下圖所示：