Linux下的PCIe测试：探索性能与稳定性 (linux pcie测试)

PCIe（Peripheral Component Interconnect Express）是一种新型的、高速的、串行的I/O总线，用于连接计算机内部的各种设备。作为现代计算机硬件的重要组成部分，PCIe已经成为了许多企业、机构和领域的必需品。在Linux系统中，测试PCIe的性能和稳定性是非常重要的。在本篇文章中，我们将会深入探讨Linux下的PCIe测试。

PCIe简介

PCIe是由Intel公司所发明的，它是一个与PCI技术相兼容、并将代替PCI技术的标准。PCIe采用串行信号的方式进行通信，其数据传输速率比PCI技术提高了10倍或者更多。PCIe总线在数据传输中采用差分方式，使得数据传输更加稳定可靠，同时也允许多个通道同时进行数据传输。

PCIe测试的方式

在Linux系统中，我们可以使用以下几种方法进行PCIe的测试。

1.使用lspci命令查看PCIe设备信息

lspci命令可以查看PCIe设备的详细信息。该命令可以显示PCIe设备的设备ID、厂商ID及其功能。该命令的用法为：“lspci -v”。

2.使用hdparm命令测试存储设备的PCIe带宽

hdparm命令可以测试硬盘的性能，计算硬盘传输的速率。在测试存储设备的PCIe带宽时，我们可以使用hdparm命令。该命令的用法为：“hdparm -Tt /dev/sdX”（X为硬盘的编号）。

3.使用iperf命令测试网络设备的PCIe带宽

iperf命令可以测试网络设备的PCIe带宽。该命令可以模拟网络传输场景进行测试，计算网络设备的带宽。该命令的用法为：“iperf -s”（用于启动服务器）和：“iperf -c IP地址”（用于启动客户端）。

PCIe测试的实验设计

在进行PCIe测试时，我们需要设计以下几个实验：

1.测试lspci命令的使用方法。在测试前，需要了解PCIe设备的信息，包括设备ID、厂商ID及其功能。在Linux系统下，我们可以使用lspci命令查看PCIe设备的详细信息。

2.测试存储设备的PCIe带宽。在测试存储设备的PCIe带宽时，我们可以使用hdparm命令。该命令可以测试硬盘的性能，计算硬盘传输的速率。在进行测试前，需要了解硬盘的编号。

3.测试网络设备的PCIe带宽。在测试网络设备的PCIe带宽时，我们可以使用iperf命令。该命令可以模拟网络传输场景进行测试，计算网络设备的带宽。在进行测试前，需要启动服务器和客户端，并且指定IP地址。

PCIe测试的实验结果

在进行PCIe测试后，我们得到了如下实验结果：

1.测试lspci命令的使用方法：我们成功使用了lspci命令查看PCIe设备的详细信息。通过该命令，我们可以获得PCIe设备的设备ID、厂商ID及其功能。

2.测试存储设备的PCIe带宽：我们使用hdparm命令测试了硬盘的性能，并计算出硬盘传输的速率。我们发现，硬盘的传输速率与硬盘的型号和速度相关。同时，我们也发现，通过PCIe接口连接的硬盘性能要好于通过SATA接口连接的硬盘。

3.测试网络设备的PCIe带宽：我们使用iperf命令测试了网络设备的带宽，并计算出了网络带宽。我们发现，网络带宽与网络设备的性能和通信距离相关。

PCIe测试的应用

PCIe是一个重要的计算机组成部分，在许多领域都有广泛的应用。在Linux系统中，我们可以使用上述的PCIe测试方法进行测试，并且可以根据测试结果来进行性能优化和故障排查。在以下领域，PCIe测试尤为重要：

1.服务器：作为服务器的核心组成部分，PCIe需要保证其性能和稳定性。

2.网络技术：随着互联网技术的发展，PCIe已经成为了网络设备的标配。在网络技术中，测试PCIe的性能和稳定性也显得尤为重要。

3.科学研究：在科学研究中，计算机的性能和稳定性非常重要。PCIe测试可以帮助科学研究人员更加准确地掌握计算机的性能和稳定性。

在本篇文章中，我们深入探讨了Linux下的PCIe测试。在Linux系统中，我们可以使用lspci、hdparm和iperf等命令进行测试。通过测试，我们可以得到PCIe设备的详细信息，并且可以了解硬盘和网络设备的性能和稳定性。PCIe测试在服务器、网络技术和科学研究等领域都具有广泛的应用。

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本次的工作激枯是完成刚流片的FPGA中PCIe

IP核

的bring up，也就是芯片的中PCIe的之一个使用者，将PCIe IP核正常使用起来，并配合公司的EDA团队，完成PCIe IP核到用户的呈现。

经过两个月的调试和文档阅读，对PCIe也有了初步的认识，对于PCIe的学习主要来自3个方面：

、 王齐老师的《PCI Express 体系结构导读》和王齐老喊塌师的博客

。非常感谢王齐老师的书，对于学习PCIe协议无疑是更佳的学习资料。

、《PCI Express Base Specification 3.0》PCIe的标准协议。

、 Synopsys公司提供 PCIe ip相关的data sheet。

以下是对PCIe建立链接过程的记录，主要针对Sysnosys 的PCIe的IP，但是同时应该也有普遍的适用性：

1.1 端口身份的识别

该部分是PCIe 底层Core识别PCIe端口的过程，PCIe总线中的有3中角色：RC（root complex）、EP（end point）、switch。他们在PCIe总线中拓扑结构如下图所示：



PCIe的IP Core在上电后首要的任务就是通过外部的IO或者

寄存器

，识别自身在PCIe的系统中扮演的角色，不同的角色也决定其在后续的过程中不同的启动和配置流程郑铅圆。

作为用户，在例化这个IP核时，需要做的之一个事情就是通过接口配置PCIe的device_type。

1.2 关注时钟与复位

在使用PCIe的IP时，再需要关注的是该内核的时钟和复位过程。可能作为用户，该过程硬件已经帮你做完了，但是也最更好熟悉一下结构和流程，并确保core的内部时钟已经启动，复位已经成功。

在实际的应用过程中，测试的之一步就是将PCIe core的时钟拉到芯片外部进行测试。

1.3 Disable PCIe的LTS的

状态机

LTS(Link Training and Status State Machine )是PCIe最为核心的一个状态机，PCIe总线在进行链路训练时，将使用LTS状态机。而在启动LTS之前，用户一般需要进行参数的配备

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