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Revision History . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .12
Preface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13
Chapter 1
Product Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .26
1.1 General Product Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .27
1.2 Applications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .28
1.3 Features and Limitations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .29
1.4 Frequency, Speed, and Width Support . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .31
1.5 Deliverables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .42
1.6 Standards . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .43
Chapter 2
Architecture . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .44
2.1 Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .45
2.2 RAM Requirements. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .51
2.3 Clock Requirements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .58
2.4 Reset Requirements. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .72
2.5 Receive Queues . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .82
Chapter 3
Controller Operations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .87
3.1 Initialization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .88
3.2 Link Establishment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .91
3.3 Transmit TLP Processing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .95
3.4 Receive TLP Processing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .102
3.5 Register Module, LBC, and DBI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .106
3.6 Reliability, Availability, and Serviceability (RAS) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .137
3.7 Messages. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .166
3.8 Interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .180
3.9 Flow Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .187
3.10 Internal Address Translation Unit (iATU) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .189
3.11 Gen2/3/4/5 Speed Modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .220
3.12 ATS, PASID, and PRS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .227
3.13 Power Management . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .230
3.14 Single Root I/O Virtualization (SR-IOV). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .275
3.15 Function Level Reset (FLR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .281
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3.16 Completion Timeout Ranges. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .285
3.17 Alternative Routing-ID Interpretation (ARI) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .286
3.18 TLP Processing Hints . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .287
3.19 Separate Refclk Independent SSC (SRIS). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .289
3.20 Atomic Operations (AtomicOps) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .290
3.21 TLP Prefix . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 291
3.22 Readiness Notifications (RN) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .292
3.23 Precision Time Measurement (PTM) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .294
3.24 Management Component Transport Protocol (MCTP). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .301
3.25 Completion Queue Management . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 302
Chapter 4
Signal Interfaces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .307
4.1 Transmit Interfaces (XALI0/1/2) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .308
4.2 CCIX Transmit Interface (XALI_CCIX) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .316
4.3 Receive Bypass Interface (RBYP) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .319
4.4 Receive Request Interface (TRGT1) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .320
4.5 CCIX Receive Request Interface (TRGT1_CCIX) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .323
4.6 Data Bus Interface (DBI). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .326
4.7 External Local Bus Interface (ELBI) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .328
4.8 Message Signaled Interrupt (MSI) Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .330
4.9 MSI-X Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .331
4.10 Vendor Message Interface (VMI) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 335
4.11 System Information Interface (SII) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .336
4.12 PIPE Interface. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 337
4.13 PHY Register Bus Interface (PRBI) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .340
Chapter 5
Signal Descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 343
5.1 AXI Clock and Reset Signals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .348
5.2 AXI Master Interface Signals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .352
5.3 AXI Master Interface Signals (2nd Master) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 380
5.4 AXI Optional DBI Slave Interface Signals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .409
5.5 AXI Slave Interface Signals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .422
5.6 Distributed Translation Interface AXI4-Stream Master Signals. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .449
5.7 Distributed Translation Interface AXI4-Stream Slave Signals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .451
5.8 Distributed Translation Interface Interrupt Signals. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .453
5.9 Distributed Translation Interface Invalidate Request Timeout Signals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .455
5.10 CXS Rx Interface Signals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .456
5.11 CXS Tx Interface Signals. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .459
5.12 XALI0 Interface Signals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .462
5.13 XALI1 Interface Signals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .476
5.14 XALI2 Interface Signals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .489
5.15 XALI_CCIX Interface Signals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .502
5.16 ADM adaptor Interface Signals. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .504
5.17 Bypass Interface Signals .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .506
5.18 RTRGT1 Interface Signals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .517
5.19 TRGT1_CCIX Interface Signals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .535
5.20 Clock and Reset (APM) Signals. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .538
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5.21 Clock and Reset Signals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .543
5.22 DBI Interface Signals. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .552
5.23 ELBI Interface Signals. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 557
5.24 DTI Master AXI4-Stream Slave Invalidate Request Queue RAM Signals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 561
5.25 Master Completion Asynchronous Clock Crossing FIFO RAM Signals (AXI Master #2) . . . . . . . . . . .564
5.26 Master Completion Asynchronous Clock Crossing FIFO RAM Signals (AXI) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .567
5.27 Master Completion Buffer RAM Signals (AXI Master #2) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .570
5.28 Master Completion Buffer RAM Signals (AXI) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .573
5.29 Master Non-posted Request Buffer RAM Signals (AXI) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .576
5.30 Master Posted Tracker Data Buffer RAM Signals (AXI Master #2). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .579
5.31 Master Posted Tracker Data Buffer RAM Signals (AXI) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 582
5.32 Master Posted Tracker Header Buffer RAM Signals (AXI Master #2) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .584
5.33 Master Posted Tracker Header Buffer RAM Signals (AXI). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .586
5.34 Master Read Queue Request Formation CDC Buffer RAM Signals (AXI Master #2). . . . . . . . . . . . . . . 588
5.35 Master Read Queue Request Formation CDC Buffer RAM Signals (AXI) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .591
5.36 Master Write Queue Request Formation CDC Buffer RAM Signals (AXI Master #2) . . . . . . . . . . . . . .594
5.37 Master Write Queue Request Formation CDC Buffer RAM Signals (AXI) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 597
5.38 Slave Completion CDC FIFO RAM Signals (AXI) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .600
5.39 Slave Completion Composer Segmented Buffer RAM Signals (AXI) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .603
5.40 Slave Non-Posted TLP Decomposer Header/Data FIFO RAM Signals (AXI). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 606
5.41 Slave Non-Posted Write Set-Aside Buffer RAM Signals (AXI) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .609
5.42 Slave Posted TLP Decomposer Data FIFO RAM Signals (AXI) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .612
5.43 Slave Posted TLP Decomposer Header FIFO RAM Signals (AXI). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .614
5.44 CXS Rx FIFO RAM Signals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .617
5.45 CXS Tx FIFO RAM Signals. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .620
5.46 Receive Data Queue RAM Signals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .623
5.47 Receive Formation Queue RAM Signals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .628
5.48 Receive Header Queue RAM Signals. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .632
5.49 Transmit Retry Buffer RAM Signals. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .637
5.50 Transmit Retry SOT Buffer RAM Signals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .641
5.51 MSI-X PBA RAM Signals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .643
5.52 MSI-X Table RAM Signals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .645
5.53 DMA Context Memory RAM Signals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .647
5.54 DMA Handshake Signals. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .649
5.55 DMA Read Buffer RAM Signals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .651
5.56 DMA Read Engine Completion to Memory Write LUT RAM Signals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 653
5.57 DMA Read Engine Descriptors Queue RAM Signals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .655
5.58 DMA Read Engine Linked List Pointer RAM Signals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .657
5.59 DMA Read Engine MSI Pointers RAM Signals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .659
5.60 DMA Read Engine Status Handler LUT RAM Signals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .661
5.61 DMA Write Engine Completion to Memory Write LUT RAM Signals. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .663
5.62 DMA Write Engine Descriptors Queue RAM Signals. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .665
5.63 DMA Write Engine Linked List Pointer RAM Signals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .667
5.64 DMA Write Engine MSI
Pointers RAM Signals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .669
5.65 DMA Write Engine Status Handler LUT RAM Signals. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .671
5.66 MSI Interface Signals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 673
5.67 MSI-X Interface Signals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .680
5.68 VMI Signals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .685
5.69 Power Budgeting Signals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .689
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