حزم طبقة المعاملات في الاتصالات TLP

تستخدم طبقة المعاملات (TLPs) لتوصيل بيانات الطلب والإكمال مع أجهزة (PCI Express) الأخرى، كما قد تتناول (TLPs) العديد من مساحات العناوين ولها أغراض متنوعة في الاتصالات، حيث يحتوي كل (TLP) على رأس مرتبط به لتحديد نوع المعاملة.

أساسيات حزم طبقة المعاملات TLP

يقوم منطق الضغط بإعادة إنشاء (TLP) قياسي كما هو محدد بواسطة مواصفات (PCI-Express) من (TLP) مضغوط التي تلقاها، كما يتم إرسال (TLP) القياسي على طول مسار البيانات إلى وحدة معالجة حزمة طبقة المعاملة، ويتم تفكيك (TLP) القياسي في وحدة معالجة حزمة طبقة المعاملة ويتم إرسال حمولة البيانات على طول مسار البيانات إلى طبقة المعاملة أولاً، في الداخل أولاً في الخارج أولًا (FIFO) مخزن الإدخال المؤقت لمزيد من المعالجة واكتمال عملية فك الضغط داخل وحدة الاستقبال بالجهاز.

أو بدلاً من ذلك إذا كانت حمولة البيانات بحاجة إلى إرسالها عبر الاتصال البيني من الجهاز في (TLP)، كما يتم استلام حمولة البيانات من منطق الجهاز عن طريق مخزن إخراج (FIFO) لطبقة المعاملة، ومرة واحدة من خلال (FIFO) يتم إرسال حمولة البيانات على طول مسار البيانات إلى وحدة معالجة حزمة طبقة المعاملة.

تبني وحدة معالجة حزمة طبقة المعاملة (TLP) لحمولة البيانات وترسل (TLP) الذي تم إنشاؤه حديثًا عبر مسار البيانات، كما يتتبع منطق الإرسال البتات المشتركة للضغط مثل رقم الناقل ورقم الجهاز ورقم الوظيفة وبتات العنوان العليا المخزنة في جهاز الاستقبال الذي يستقبل (TLP).

وكما يحتفظ تخزين جهاز الإرسال بتتبع أي بتات عناوين عليا مخزنة على جهاز المستقبل الهدف من أجل تتبع أي (TLPs)، التي تم إرسالها تحتاج إلى إرسال عناوين كاملة وأي مواقع تخزين في وحدة تخزين جهاز الاستقبال بها بتات عناوين عليا ذات صلة مخزنة، وبالتالي يحتوي تخزين جهاز الإرسال على نسخة من مواقع تخزين المستقبل مع بتات العنوان العليا ومنطق التحكم في التخزين مسارًا، وتعديل تخزين جهاز الإرسال وفقًا لذلك عند إرسال (TLPs) مع ضغط العنوان أي الرأس.

ملاحظة:“FIFO” هي اختصار لـ “First-in, first-out”.

خصائص حزم طبقة المعاملات TLP

• يتكون (TLP) من رأس وحمولة بيانات اختيارية وملخص (TLP) اختياري.

• تُنشئ طبقة المعاملات (TLPs) الصادرة بناءً على المعلومات التي تتلقاها من جوهر أجهزتها.

• تقوم طبقة المعاملة بعد ذلك بتمرير (TLP) إلى طبقة ارتباط البيانات الخاصة بها لمزيد من المعالجة.

• تقبل طبقة المعاملات أيضًا (TLPs) الواردة من طبقة ارتباط البيانات الخاصة بها.

• تتم إعادة توجيه حزم طبقة المعاملات (TLPs) هذه من ارتباط إلى آخر حسب الضرورة، وفقًا لآليات التوجيه والقواعد.

• يُستخدم مصطلح المعاملة لوصف تبادل المعلومات باستخدام حزم طبقة المعاملات.

• نظراً لأنّ المجموعات المرتبة وملفات (DLLP) لا تحتوي على معلومات توجيه ولا يتم إعادة توجيهها فإنّ قواعد التوجيه تنطبق فقط على (TLPs).

ملاحظة:“TLP” هي اختصار لـ “Transaction Layer Packet”.

ملاحظة: “DLLP” هي اختصار لـ “Data Link Layer Packet Technology”.

مبدأ عمل حزم طبقة المعاملات TLP

• تستقبل طبقة المعاملة طلبات القراءة والكتابة من طبقة البرنامج وتقوم بإنشاء حزم طلبات للإرسال إلى طبقة الارتباط.

• يتم تنفيذ جميع الطلبات على أنها معاملات مقسمة وتتطلب بعض حزم الطلبات حزمة استجابة.

• تستقبل طبقة المعاملة أيضًا حزم الاستجابة من طبقة الارتباط وتطابقها مع طلبات البرنامج الأصلية.

• تحتوي كل حزمة على معرف فريد يتيح توجيه حزم الاستجابة إلى المنشئ الصحيح.

• يوفر تنسيق الحزمة عنونة ذاكرة (32 بت) وعنونة ذاكرة (64 بت) ممتدة.

• تحتوي الحزم أيضًا على سمات مثل “عدم التطفل” و”الترتيب المريح” و”الأولوية”، والتي يمكن استخدامها لتوجيه هذه الحزم على النحو الأمثل من خلال نظام الإدخال أو الإخراج الفرعي.

• توفر طبقة المعاملة أربع مساحات عناوين أي ثلاث مساحات عناوين (PCI) وهي الذاكرة والإدخال أو الإخراج والتكوين ومساحة الرسائل، حيث يمكن التفكير في رسائل (PCI Express) على أنّها أسلاك افتراضية لأنّ تأثيرها هو القضاء على مجموعة واسعة من إشارات النطاق الجانبي المستخدمة حالياً في تطبيق النظام الأساسي.

ملاحظة:“PCI Express” هي اختصار لـ “Peripheral Component Interconnect Express”.

كيفية تحسين حزم طبقة المعاملات TLP

يتم تحسين أو توسيع بنية الاتصال المتسلسل من نقطة إلى نقطة مثل (PCIe)، كما يتم توفير تلميحات التخزين المؤقت الزمانية والمحلية وتلميحات الجلب المسبق؛ لتحسين التخزين المؤقت على مستوى النظام والجلب المسبق، ويتم تضمين رموز الرسائل للعمليات الذرية للتحكم في الملكية بين أجهزة أو موارد النظام للسماح بالوصول الفعال أو ملكية البيانات المشتركة.

يتم توفير أمر معاملات فضفاض مع الحفاظ على أولوية المعاملة المقابلة لمواقع الذاكرة لضمان سلامة البيانات والوصول الفعال إلى الذاكرة، كما يتم تضمين حالات الطاقة الفرعية النشطة وإعداداتها للسماح بإدارة طاقة أكثر كفاءة، ويتم توفير التخزين المؤقت للذاكرة المحلية للجهاز في مساحة عنوان مضيف بالإضافة إلى التخزين المؤقت لذاكرة النظام في مساحة عنوان ذاكرة الجهاز المحلية؛ لتحسين النطاق الترددي وزمن الوصول لعمليات الوصول إلى الذاكرة.

كما يجب أن توفر طبقة المعاملة واجهة بين قلب معالجة الجهاز وبنية التوصيل البيني، مثل طبقة ارتباط البيانات والطبقة المادية، كما أنّ المسؤولية الأساسية لطبقة المعاملة هي التجميع والتفكيك من الحزم، كحزم طبقة المعاملة (TLPs)، وتنفذ (PCIe) معاملات مجزئة وهي: المعاملات مع الطلب والاستجابة مفصولة بالوقت، والذي يسمح للرابط بنقل حركة مرور ثانية أثناء قيام الجهاز المستهدف بجمع البيانات.

تشتمل أربعة مساحات لعناوين المعاملات على مساحة عنوان التكوين ومساحة عنوان الذاكرة ومساحة عنوان الإدخال أو الإخراج ومساحة عنوان الرسالة، كما تتضمن معاملات مساحة الذاكرة واحدًا أو أكثر من طلبات القراءة وطلبات الكتابة لنقل البيانات إلى أو من موقع معين للذاكرة، كما تكون معاملات مساحة الذاكرة قادرة على استخدام تنسيقي عناوين مختلفين، وعلى سبيل المثال تنسيق عنوان قصير مثل عنوان (32 بت) أو تنسيق عنوان طويل مثل عنوان (64 بت).

تُستخدم معاملات مساحة التكوين للوصول إلى مساحة التكوين لأجهزة (PCIe)، وتتضمن المعاملات في مساحة التكوين طلبات القراءة وطلبات الكتابة، كما يتم تعريف معاملات مساحة الرسائل لدعم الاتصال داخل النطاق بين وكلاء (PCIe).

تم التحقق من (TLP) الذي يجعله من خلال طبقة ارتباط البيانات أنه قد اجتاز الرابط بشكل صحيح، ولكن هذا لا يعني بالضرورة أنّ (TLP) صحيح، كما قد يجعل (TLP) عبر الرابط سليمًا ولكن ربما يكون قد تم تشكيله بشكل غير صحيح بواسطة منشئه، ويقوم جانب المستلم من طبقة المعاملة بإجراء بعض الفحوصات على (TLP) للتأكد من اتباعها للقواعد أي عملية التسليم في الاتصالات.

في النهاية، إذا لم يتم فحص (TLP) الوارد بشكل صحيح فإنّه يعتبر حزمة مشوهة ويتم تجاهلها وينشئ حالة خطأ، وإذا كان (TLP) معتمداً تقوم طبقة المعاملات بتحديث تتبع التحكم في التدفق الخاص بها وتستمر في معالجة الحزمة.