作者：叫什么好呢啊 来源：根究FPGA微信公众号
本章将着重讲述PCIe物理层组成与操作，物理层位于数据链路层之下，可产生PLP包（Physical Layer Packet）进行管理。
从作用方面考虑：物理层位于数据链路层和PCIe链路之间，其主要作用是：
1、 发送来自数据链路层的TLP和DLLP。
2、 发送和接收在物理层产生的PLP报文
3、 从PCIe链路接收数据报文并发送到数据链路层
从组成结构方面考虑，物理层主要由物理逻辑子层和物理电气子层构成，侧重于物理电气子层，PCIe链路通过LTSSM状态机对PCIe链路进行控制和管理，逻辑子层主要完成与数据链路层的数据交换，由发送逻辑和接收逻辑组成。
发送逻辑 ：
1、物理层从数据链路层中获取TLP或DLLP，将其存放到TX Buffer中
2、物理层将TX buffer中的数据添加物理层的前缀（Start Code）和后缀（End Code），之后通过多路选择器MUX，进入Byte Strpping模块。（因为物理层也定义了一系列PLP，这些PLP也可以通过MUX，进入Byte Stripping部件）
3、PCIe链路由多个Lane构成，Byte Stripping部件将报文发送到不同的Lane中，由于PCIe不同的Lane中传递的数据可能存在漂移，即Skew，Byte Stripping的一个重要功能就是消除这个漂移，即De-Skew。
4、数据进入到各自Lane的加扰（Scramber模块），“加扰”后进行8b/10b编码，最后通过并串转换模块发送到PCIe链路中。
接收逻辑 ：
1、 物理层从PCIe链路的各个Lane中获得串行数据，串并转换之后经过8b/10b解码和De-Scramber解扰之后，发送到“Byte Unstripping”部件。
2、 “Byte Unstripping”部件将来自不同Lane的的数据进行合并，进行De-Skew操作，然后取出物理层前缀后缀并进行边界检查后，将数据放入RX buffer中。
3、 物理层将Rx Buffer中的数据发送到数据链路层。
从信号处理的角度来看（Scramber加扰），在串行链路上进行传输时，如果字符流存在一些规律，这些“规律”将会叠加，并产生较大的EMI（Electromagnetic Interference，电磁噪声）。
Scramber的主要作用是通过“加扰”的方式削减EMI，所谓“加扰”就是将数据流与一个随机序列进行异或操作后，再发送出去。此时被发送的数据流也基本是伪随机序列，从而降低了发送数据时的EMI PCIe总线通过一个16位的线性反馈移位寄存器生成伪随机序列，核心是m序列，在m序列中，“0”和“1”的数量基本相等，但是“1”多一点，因为全0不可以作为初始值。
来自Byte Stripping部件的数据链与这个伪随机序列中的字符流进行异或操作，从而生成一个较为随机的随机数，从而降低EMI。
De-Scramber进行去扰操作，其随机多项式与Scramber完全相同且完全同步，即使用相同的初始值（0xffff），PCIe链路两端设备每次加扰一个8b数据后，LFSR进行8次移位操作。
最后，以一个事务层包发送实例对物理层进行说明：
一个TLP在通过物理层时，首先要添加Start Code和End Code，分别为STD和END，STD的控制字符为K27.7和K29.7。STD和END字符在通过物理层时，不需要进行加扰解扰操作。数据链路层前缀、TLP、数据链路层后缀都属于数据字符，这些字符在通过物理层时需要进行加扰解扰操作，之后进行8b/10b转换，并串转换后发向PCIe链路。控制字符和数据自读都需要根据物理层CRD的状态，决定使用CRD-还是CRD+。PCIe链路的两端进行加扰解扰操作时，需要保证使用的LFSR寄存器同步，LFSR寄存器的同步由控制字符COM控制，在初始复位时LFSR寄存器的int value为0xffff，当接收到控制字符COM后，物理层将LFSR寄存器的值置为0xffff，此外物理层在接收到SKP控制字符后，不会对LFSR进行移位操作。
