PCIe 总线的数据链路层处于事务层和物理层之间，主要功能是保证来自事务层的TLP在PCle链路中的正确传递，为此数据链路层定义了一系列数据链路层报文，即DLLP。数据链路层使用了容错和重传机制保证数据传送的完整性与一致性，此外数据链路层还需要对PCIe链路进行管理与监控。 数据链路层将从物理层中获得报文，并将其传递给事务层，同时接收事务层的报文，并将其转发到物理层。

       与事务层不同，数据链路层主要处理端到端的数据传送。在事务层中，源设备与目标设备间的传送距离较长，设备之间可能经过若干级Switch；在数据链路层中，源设备与目标设备在一条PCIe 链路的两端，不存在报文转发；

数据链路层的组成结构

       数据链路层使用 ACK/NAK协议发送和接收TLP，由发送部件和接收部件组成。 其中发送部件由 replay buffer、 ACK/NAK DLLP 接收逻辑和 TLP 发送逻辑组成;而接收部件由 " Error check" 逻辑、 ACK/NAK 发送逻辑和 TLP 接收逻辑组成。

       数据链路层使用 ACK/NAK协议保证 TLP 的正确传送， ACK/ NAK 协议是一种滑动窗口协议，通过Sequence前缀存放当前TLP 的序列号，滑动窗口协议需要使用这个序列号。该序列号可以循环使用，但在同一个时间段内，一条PCIe链路不能含有 Sequence 前缀相同的多个 TLP；

       PCIe 总线的数据链路层使用replay buffer和 Error Check部件共同保证数据传送的可靠性和完整性。来自事务层的 TLP首先暂存在replay buffer中，然后发送到目标设备。源设备的数据链路层根据来自目标设备的 ACK/NAK DLLP 报文决定是重发这些 TLP 还是消除保 存在replay buffer中的TLP；

       PCIe 设备的数据链路 中，还含有 Error Check单元。PCle设备使用 Error Check 单元检查接收到的 TLP ，并决定如何向对端设备进行报文回应。 如果 TLP 被正确接收， PCle 设备将向对端设备发送 ACK DLLP； 如果 TLP 没有被正确接收， PCIe 设备将向对端设备发 NAK DLLP。

数据链路层的状态 

        数据链路层需要通过物理层监控PCle 链路的状态，并维护数据链路层的"控制与管理状态机机" (Data Link Control and Management State Machine ， DLCMSM) 。 DLCMSM 状态机可以 从物理层获得以下与当前 PCl 链路相关的状态：

• DL_Inactive 状态

       物理层通知数据链路层当前PCIe链路不可用，在当前 PCIe链路的对端没有连接任何 PCIe设备，或者没有检测到对端设备的存在时，数据链路层处于该状态。

       PCIe设备的物理层设置了 Link Up 位，该位为1时表示 PCle 链路的对端与 PCle设备相连。当物理层的LinkUp状态位为1，而且事务层设有禁用当前PCIe链路时，PCle数据链路层将从 DL_lnactive 状态迁移到 DL Init状态

• DL_lnit状态

       物理层通知数据链路层当前PCIe 链路可用，且物理层正处于链路初始化状态，此时数据链路层不能接收或者发送 TLP和DLLP，此时PCIe 链路首先需要初始化 vc0的流量控制机制，然后再对其他虚通路进行流量控制的初始化；

       当VC0的流量控制初始化完毕，而且物理层的LinkUp状态位为0b1时，数据链路层将 DL_Init 状态迁移到DL_Active 状态;如果在进行流盘控制初始化时，物理层的LinkUp 态位被更改为0b0时 ，数据链路层将从 DL_Init状态迁移到 DL_lnactive状态。

• DL_Ative状态

      当前PCle链路处于正常工作模式，此时物理层已完成 PCle 链路训练或者重训练。

       DLCMSM 状态机除了可以使用上述状态位，从物理层获得当前PCle链路状态外，还可以使用以下状态位，向事务层通知数据链路层所处的状态。事务层通过这些状态位获知数据链路层所处的工作状态；

       数据链路层可以从 DL_Active 状态迁移到DL_Inactive ，不能迁移到 DL_Init 状态，这也意味着数据链路层从 DL_Active 状态迁移出去后，必须重新进行对端设备的识别和流量控制初始化，之 后才能进入DL_Aclive 状态。

•DL_Down

       数据链路层处于该状态时，表示PCle 链路的对端没有发现其他设备，当数据链路层处于 DL_Inactive 状态时，该状态位有效。值得注意的是 DL_Down 有效时，并不意味着对端不存在物理设备，数据链路层仅是使用该状态位通知事务层，暂时没有从对端中发现 PCle 设备，需要进一步检测；

       当事务层收到数据链路层的 DL_Down 状态信息时，表示出现 以下情况

       • PC 链路的对端没有连接设备

       • 链路丢失了与对端设备的连接

       • 数据链路层和物理层出现某种错误，PCIe 链路不能正常工作

       • 系统软件禁用 PCIe 链路

• DL_Up

       数据链路层处于该状态表示在 PCle 链路的对端连接了其他设备 当数据链层处于DL_Active 态时，该状态位有效。

       数据链路层收到物理层的状态信息后，DLCMSM 状态机将进行状态转换，并向事务层通知 PCIe链路的状态。

       事务层处于 DL_Up 状态时，表示该设备 PCIe链路的对端设备 已经建立连接，链 路两端可以正常收发报文。当事务层发现PCIe链路从 DLDown 迁移 IJ L_Up 状态时， 将向 PC 链路的对端设备重新发送 Set_S ot_ ower Limit 消息，并重新初始化相关的寄 存器。