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RK3588平台驱动调试篇 [ PCIE篇 ] - PCIE的开发指南
PCIe(Peripheral Component Interconnect Express)是一种用于连接计算机内部组件的高速接口标准。以下是关于PCIe接口的简要介绍:
PCIe接口是一种计算机硬件连接标准,它提供了高速、高性能的数据传输通道,支持多种设备的连接。
PCIe 分类、速度,按lane的个数分有 x1 x2 x4 x8 x16 (最大可支持32个通道),按代来分 有 gen1 gen2 gen3 gen4
PCIe gen1 和 PCIe gen2 采用的编解码方式是 8b/10b,PCIe gen3 和 之后的 采用的是 128b/130b 的编码方式。
8b/10b 意思是说,当我们要传输8b的数据时,实际在通道上传输的是10b的数据,解码的时候,我们希望得到的是8b的有效数据。这样,相当于有效的带宽是实际带宽的 80%。
同理128b/130b,是传输128bit数据实际线路中传输的是130bit数据。
速率图中的单位间的关系:
传输速率单位 GT/s,表示 千兆传输/秒,是实际每秒传输的位数,他不包括额外吞吐量的开销位。
两个例子:
PCIe gen1 x1 传输速率 2.5GT/s = 2500MT/s = ( 2500 / 10 ) MB/s
PCIe gen3 x1 传输速率 8GT/s = 8000MT/s = ( 8000 / 130 ) x ( 128/8 ) MB/s= 984.6153... MB/s
PCIe 可⽤带宽:吞吐量 = 传输速率 * 编码⽅案
例如:PCIe 2.0 协议的每⼀条 Lane ⽀持58 / 10 = 4 Gbps = 500 MB/s 的速率,Pcie 2.0 x 8的通道为例,x8的可⽤带宽为 48 = 32 Gbps = 4 GB/s。
RK3588共有5个PCIe的控制器,硬件IP是⼀样的,配置不⼀样,其中⼀个4Lane DM模式可以⽀持作为EP使⽤,另外⼀个2Lane和3个1Lane控制器均只能作为RC使⽤。RK3588有两种PCIe PHY,其中⼀种为pcie3.0PHY,含2个Port共4个Lane,另⼀种是pcie2.0的PHY有3个,每个都是2.0 1Lane,跟SATA和USB combo使⽤。pcie3.0 PHY的4Lane可以根据实际需求拆分使⽤,拆分后需要合理配置对应的控制器。
控制器在DTS对应节点名称:
资源 |
模式 |
dts节点 |
可用phy |
内部DMA |
PCIe |
RC/EP |
pcie3x4: |
pcie30phy |
是 |
PCIe |
RC only |
pcie3x2: |
pcie30phy |
否 |
PCIe |
RC only |
pcie2x1l0: |
pcie30phy, |
否 |
PCIe |
RC only |
pcie2x1l1: |
pcie30phy, |
否 |
PCIe |
RC only |
pcie2x1l2: |
combphy0_ps |
否 |
在kernel/arch/arm64/boot/dts/rockchip/rk3588.dtsi下有具体描述
使用限制
Armsom-W3开发板上有 1 个 PCIe3.0 x 4 接口和一个PCIe2.0接口,如图
可以插入对应模组使用, 如图:
PCIe3.0 x 4 接口:
PCIe 2.0接口:
一般根据原理图在 DTS 中配置供电引脚、复位引脚,选择正确的 pcie 控制器节点和 PHY 节点使能就可以。
在kernel/arch/arm64/boot/dts/rockchip/rk3588-armsom-w3.dts中配置如下:
/ {
vcc12v_dcin: vcc12v-dcin {
compatible = "regulator-fixed";
regulator-name = "vcc12v_dcin";
regulator-always-on;
regulator-boot-on;
regulator-min-microvolt = <12000000>;
regulator-max-microvolt = <12000000>;
};
vcc5v0_sys: vcc5v0-sys {
compatible = "regulator-fixed";
regulator-name = "vcc5v0_sys";
regulator-always-on;
regulator-boot-on;
regulator-min-microvolt = <5000000>;
regulator-max-microvolt = <5000000>;
vin-supply = <&vcc12v_dcin>;
};
vcc3v3_pcie2x1l0: vcc3v3-pcie2x1l0 {
compatible = "regulator-fixed";
regulator-name = "vcc3v3_pcie2x1l0";
regulator-min-microvolt = <3300000>;
regulator-max-microvolt = <3300000>;
enable-active-high;
regulator-boot-on;
regulator-always-on;
gpios = <&gpio1 RK_PD2 GPIO_ACTIVE_HIGH>;
startup-delay-us = <50000>;
vin-supply = <&vcc5v0_sys>;
};
vcc3v3_pcie30: vcc3v3-pcie30 {
compatible = "regulator-fixed";
regulator-name = "vcc3v3_pcie30";
regulator-min-microvolt = <3300000>;
regulator-max-microvolt = <3300000>;
enable-active-high;
gpios = <&gpio1 RK_PA4 GPIO_ACTIVE_HIGH>;
startup-delay-us = <5000>;
vin-supply = <&vcc5v0_sys>;
};
}
&pcie2x1l0 {
reset-gpios = <&gpio4 RK_PA5 GPIO_ACTIVE_HIGH>;
vpcie3v3-supply = <&vcc3v3_pcie2x1l0>;
status = "okay";
};
&combphy1_ps {
status = "okay";
};
&pcie30phy {
rockchip,pcie30-phymode = <PHY_MODE_PCIE_AGGREGATION>;
status = "okay";
};
&pcie3x4 {
reset-gpios = <&gpio4 RK_PB6 GPIO_ACTIVE_HIGH>;
vpcie3v3-supply = <&vcc3v3_pcie30>;
status = "okay";
};
pcie30phy、combphy1_ps:PHY 节点
pcie3x4、pcie2x1l0:pcie3x4 控制器节点
reset-gpios:复位引脚属性
vcc3v3_pcie2x1l0、vcc3v3_pcie30:供电引脚节点
RK3588的控制器和PHY较多,按配置要点进⾏配置即可,这⾥还有⼏个典型范例供参考:
/ {
vcc3v3_pcie30: vcc3v3-pcie30 {
compatible = "regulator-fixed";
regulator-name = "vcc3v3_pcie30";
regulator-min-microvolt = <3300000>;
regulator-max-microvolt = <3300000>;
enable-active-high;
gpios = <&gpio3 RK_PC3 GPIO_ACTIVE_HIGH>;
startup-delay-us = <5000>;
vin-supply = <&vcc12v_dcin>;
};
};
&combphy0_ps {
status = "okay";
};
&combphy1_ps {
status = "okay";
};
&combphy2_psu {
status = "okay";
};
&pcie2x1l0 {
phys = <&combphy1_ps PHY_TYPE_PCIE>;
reset-gpios = <&gpio4 RK_PA5 GPIO_ACTIVE_HIGH>;
vpcie3v3-supply = <&vcc3v3_pcie30>;
status = "okay";
};
&pcie2x1l1 {
phys = <&combphy2_psu PHY_TYPE_PCIE>;
reset-gpios = <&gpio4 RK_PA2 GPIO_ACTIVE_HIGH>;
vpcie3v3-supply = <&vcc3v3_pcie30>;
status = "okay";
};
&pcie2x1l2 {
reset-gpios = <&gpio4 RK_PC1 GPIO_ACTIVE_HIGH>;
vpcie3v3-supply = <&vcc3v3_pcie30>;
status = "okay";
};
&pcie30phy {
/*pcie30phy的组合使⽤模式:
PHY_MODE_PCIE_NANBNB /* P1:PCIe3x2 + P0:PCIe3x2 */
PHY_MODE_PCIE_NANBBI /* P1:PCIe3x2 + P0:PCIe3x1*2 */
PHY_MODE_PCIE_NABINB /* P1:PCIe3x1*2 + P0:PCIe3x2 */
PHY_MODE_PCIE_NABIBI /* P1:PCIe3x1*2 + P0:PCIe3x1*2 */
*/
rockchip,pcie30-phymode = <PHY_MODE_PCIE_NANBNB>;
status = "okay";
};
&pcie3x2 {
reset-gpios = <&gpio4 RK_PB0 GPIO_ACTIVE_HIGH>;
vpcie3v3-supply = <&vcc3v3_pcie30>;
status = "okay";
};
&pcie3x4 {
num-lanes = <2>;//拆分为2lan使用
reset-gpios = <&gpio4 RK_PB6 GPIO_ACTIVE_HIGH>;
vpcie3v3-supply = <&vcc3v3_pcie30>;
status = "okay";
};
/ {
vcc3v3_pcie30: vcc3v3-pcie30 {
compatible = "regulator-fixed";
regulator-name = "vcc3v3_pcie30";
regulator-min-microvolt = <3300000>;
regulator-max-microvolt = <3300000>;
enable-active-high;
gpios = <&gpio3 RK_PC3 GPIO_ACTIVE_HIGH>;
startup-delay-us = <5000>;
vin-supply = <&vcc12v_dcin>;
};
};
&combphy0_ps {
status = "okay";
};
&pcie2x1l0 {
phys = <&pcie30phy>;
reset-gpios = <&gpio4 RK_PA5 GPIO_ACTIVE_HIGH>;
vpcie3v3-supply = <&vcc3v3_pcie30>;
status = "okay";
};
&pcie2x1l1 {
phys = <&pcie30phy>;
reset-gpios = <&gpio4 RK_PA2 GPIO_ACTIVE_HIGH>;
vpcie3v3-supply = <&vcc3v3_pcie30>;
status = "okay";
};
&pcie2x1l2 {
reset-gpios = <&gpio4 RK_PC1 GPIO_ACTIVE_HIGH>;
vpcie3v3-supply = <&vcc3v3_pcie30>;
status = "okay";
};
&pcie30phy {
rockchip,pcie30-phymode = <PHY_MODE_PCIE_NABIBI>;
status = "okay";
};
&pcie3x2 {
num-lanes = <1>;
reset-gpios = <&gpio4 RK_PB0 GPIO_ACTIVE_HIGH>;
vpcie3v3-supply = <&vcc3v3_pcie30>;
status = "okay";
};
&pcie3x4 {
num-lanes = <1>;
reset-gpios = <&gpio4 RK_PB6 GPIO_ACTIVE_HIGH>;
vpcie3v3-supply = <&vcc3v3_pcie30>;
status = "okay";
};
pcie30phy拆分为4个1Lane时,port0lane0固定配合pcie3x4控制器,pcie3phy的port0lane1固定配合pcie2x1l0控制器,port1lane0固定配合pcie3x2控制器,pcie3phy的port1lane1固定配合pcie2x1l1控制器,加上combphy0_ps固定配合pcie2x1l2。
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