PCIe Electrical Idle Sequences ( EIOS and EIEOS )

前言

PCI Express (PCIe)协议中，EIOS (Electrical Idle Ordered Set) 和 EIEOS (Electrical Idle Exit Ordered Set) 是在高速链路管理和状态切换过程中极为重要的特殊序列。下面做详细解释：

一、EIOS（Electrical Idle Ordered Set）

1. 定义及作用

EIOS是PCIe物理层在发送端进入“电气空闲（Electrical Idle）”状态之前，必须发送的特殊序列。
它用来通知接收端：链路即将进入电气空闲状态（即没有数据传输，线路进入低功耗/待机状态）。

2. EIOS的构成

不同编码模式下的EIOS

1）8b/10b编码（如PCIe 2.x/3.x低速率）

● EIOS = 1个K28.5(COM)符号 + 3个K28.3(IDL)符号。
● 详见下表：

● 发送端需要发出全部4个符号，接收端收到头4个（COM+任意2个IDL）即可视为EIOS已接收。

2）128b/130b 编码（如PCIe 4.0及更高速率）

● EIOS是一个特殊的 Ordered Set Block（有序块），具体符号见Table 4-32。
● 这个块的前4个编解码符号用于识别EIOS。

3）1b/1b 编码（PCIe 6.0 极高速率）

3. 截断与接收规则

● 截断（Truncation）：最后一个EIOS序列在实际进入Idle状态时，可以在符号14或15提早结束（为支持某些编码模式下的时钟不对齐）。但接收方只要前4个符号匹配EIOS定义就可以正确判定链路进入空闲。
● 状态切换：发送最后一个EIOS所有符号后，发送端必须真正进入Idle状态。

4. 作用意义

● EIOS告知接收方链路即将Idle，可以收尾上一次传输的数据，进行电路省电和同步状态管理。

二、EIEOS（Electrical Idle Exit Ordered Set）

1. 定义及作用

EIEOS是从“电气空闲”状态返回到正常数据传输状态前要发送的特殊有序序列。
它通知接收器：链路即将退出Idle，准备恢复正常通信。

2. EIEOS的构成

● 8b/10b编码下，EIEOS包含：
○ K28.7（EIE）等特定标识符（不同协议版本有所不同）。
○ EIEOS会在你想要退出Idle、准备发恢复训练序列（FTS）之前发送。
● 其余编码下，用有序块识别。
● 详见协议相关章节，通常和FTS配套出现。

3. 与EIOS的区别

● EIOS：Idle前发，进入空闲
● EIEOS：Idle结束发，退出空闲、恢复数据传输

4. 作用意义

● EIEOS确保接收方正确检测到链路恢复，同步时钟和准备下一帧训练（FTS）或数据交换。

三、EIOS与EIEOS在链路训练和状态管理中的流程

1. 正常数据传输
2. 准备进入Idle
   ○ 发送EIOS (通知即将Idle)
3. 实际进入Idle状态
4. 准备恢复数据传输
   ○ 发送EIEOS (通知即将恢复)
5. 发送FTS或数据帧，链路恢复激活

四、常见应用场景

● PCIe设备省电自动管理
● PCIe链路训练/恢复同步
● 热插拔、链路异常恢复

五、简明总结