Overview

Spec 定義的熱插拔是把一個PCIe卡（設(shè)備）從一個正在運行的背板或者系統(tǒng)中插入/或者移除。這個過程需要不影響系統(tǒng)的其他功能。插入的新的設(shè)備可以正確工作。 顯然，這里面需要考慮的問題有硬件和軟件兩方面的事情。

熱插拔的基本目的是要讓PCIe設(shè)備按照規(guī)定的順序、原則，從系統(tǒng)中移除或插入到系統(tǒng)中來，并能正常的工作，且不影響系統(tǒng)的正常運行。

熱插拔有三個重要的功能：

• 在線替換發(fā)生故障的PCIe設(shè)備。不需要關(guān)閉、重啟系統(tǒng)。
• 熱插拔器件，系統(tǒng)及其他功能服務(wù)繼續(xù)運行，不受影響。
• 熱插拔PCIe設(shè)備的相關(guān)驅(qū)動/軟件自動加載/卸載。

Spec 中對于熱插拔是這樣定義的：

• Hot-Plug
  Insertion and/or removal of a card into an active backplane or system board as defined in PCI Standard Hot-Plug Controller and Subsystem Specification, Revision. 1.0. No special card support is required.

• Hot swap
  Insertion and/or removal of a card into a passive backplane. The card must satisfy specific requirements to support Hot swap.

注意，這里有兩個相關(guān)概念，前面我們講的熱插拔，其實是廣義的 “熱插拔”。這里的 Hot-Plug，為了方便，我們叫做 PCIe
熱插拔，也就是我們現(xiàn)在及后面將要討論的內(nèi)容。

Hot Swap，即熱交換，也叫熱切換，主要指的是CPCI（Compact PCI，緊湊型PCI）領(lǐng)域所使用的。關(guān)于 Hot Swap，CPCI有專門定義的一套規(guī)范，叫《CompactPCI? Hot Swap Specification》，也有中文版本，有興趣的可以自行研究。 如無特別的指出，我們后續(xù)所說的熱插拔都是指的是PCIe Hot-Plug。

順便說一下：在PCI的年代，就已經(jīng)提出了PCI的相關(guān)熱插拔規(guī)范。2001年，PCI定義了PCI標準熱插拔控制器(SHPC：PCI Standard Hot-plug Controller and Subsystem Specification)規(guī)范，PCIe沿用了這套規(guī)范。

硬件上看，一個新 的PCIe設(shè)備插入系統(tǒng)，肯定是需要硬件上支持識別到這個插入動作的。因此，Spec 定義了一個在位（Present）的pin腳，硬件上用作判斷卡是否插入。

卡插入時，這個pin被拉低。當(dāng)然，因為PCIe金手指的長度較長，插入卡時有可能前后高低差異。因此，需要有前后多個present pin來確保金手指完全插入。

PRSNT 與熱插拔

如下圖所示，PCIe背板卡槽的PRSNT1#接地，PRSNT2#連接到熱插拔控制器，并上拉。

PCIe板卡的PRSNT#1信號連接到距離其最遠的PRSNT2#引腳(PRSNT2#可能有多個)。需要注意的是，PRSNT引腳比其它引腳短1mm，這樣可以保證插入和拔出時有1ms的時間差，從而確保上電、掉電時序符合規(guī)范。

當(dāng)板卡插入時，其它引腳接觸完成后，PRSNT#1先被拉低，PRSNT#2最后被拉低，然后PCIe背板的熱插拔控制器認為板卡已被完全插入，開始啟用相關(guān)信號。

PRSNT 硬件設(shè)計

當(dāng)硬件需要支持熱插拔時，PRSNT1#、PRSNT2#引腳必須按照規(guī)范連接，如果不支持熱插拔(不用于服務(wù)器的板卡一般都不支持)則必須將PRSNT2#接地，如果懸空會導(dǎo)致背板插槽的PRSNT2#無法被拉低，從而導(dǎo)致板卡無法正常工作(僅出現(xiàn)于支持熱插拔的PCIe背板)。

除了使用Present Pin之外，也可以通過鏈路的負載檢測等來完成。也就是所謂帶內(nèi)檢測在位?；蛘咭恍┨厥獾膱鼍氨热鏝T-NT背靠背，就沒有Present信號。NT-NT的插入時，鏈路自動重新Link。

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