Detect 状态：电气空闲检测与接收器检测
Detect 状态，是 LTSSM 的起点，也是链路训练的“第一脚油门”。说白了，这个阶段要回答一个最基本的问题：对面到底有没有设备？
只要链路没建立，LTSSM 就会乖乖待在 Detect 状态里。它会反复做两件事：先检测电气空闲，再检测接收器是否存在。我刚开始接触 PCIe 的时候，觉得这步太简单了——不就看看有没有信号吗？后来踩了坑才发现，这里的细节远比想象中多。
2.1 为什么要先检测电气空闲？
你可能想问：设备刚上电，为什么不去直接握手，反而要先看电气空闲？
嗯，这里有个历史原因。PCIe 链路在设计时就考虑到了热插拔和电源管理。你想想看，如果一块卡刚刚插入，或者某个设备刚从低功耗模式唤醒，它发送器的输出可能还不稳定。这时候贸然去握手，容易产生误判。
电气空闲检测，其实是在确认一件事：对方发送器是否已经进入了稳定的静默状态？
我更愿意把它理解成一个“基线校准”的动作。检测逻辑会盯着接收差分管脚上的共模电压和摆幅。当这个电压稳定在 0V 到 175mV 之间，并且持续一段时间，我们就认为电气空闲成立了。
| 参数 | 规格要求 | 说明 |
|---|---|---|
| 差分摆幅阈值 | < 65 mV | 超过此值视为非空闲 |
| 共模电压范围 | 0 ~ 175 mV | 需在稳定范围内 |
| 检测时间窗口 | 最小 10 µs | 持续空闲才确认 |
| 退出条件 | 检测到翻转 | 信号跳变即退出 |
关键点：电气空闲检测不能太灵敏，也不能太迟钝。太灵敏容易被噪声误触发；太迟钝又会导致链路训练超时。
2.2 接收器检测：怎么知道对面有人？
确认电气空闲之后，接收器检测就登场了。这一步我习惯叫它“敲敲门”——发送器会发出一个弱信号，然后监听反射回来的东西。
具体的做法是这样的：发送器会在其差分对上施加一个很小的测试电压，然后观察接收端反射回来的电压变化。如果对面有接收器，它的等效输入阻抗（大概在 40Ω 到 6.5kΩ 之间）会吸收一部分能量，反射回来的信号特征就会明显不同。
我印象比较深的是，检测脉冲的摆幅非常小，通常只有几百毫伏。而且它不会持续太久，不然功耗就上去了。
个人经验：我建议在调试时重点关注接收器检测的“采样窗口”。如果你发现 Receiver Detection 一直失败，不妨先看看发送器的驱动强度是不是偏弱，或者链路长度是不是超标了。我在一个项目中遇到过链路跨了两块背板，结果检测脉冲全被损耗掉了，接收器死活检测不到。
2.3 Detect 状态的完整流程
Detect 状态内部实际上分了两个子状态：
- Detect.Quiet：发送器保持静默，等待电气空闲被确认。通常是 12ms 的超时保护。
- Detect.Active：发送器发出检测脉冲，然后采样反射信号，判断接收器是否存在。
如果检测成功，链路就会进入 Polling 状态，开始真正的速度协商。如果失败，它会回到 Detect.Quiet 重新来过。
2.4 接收器检测的常见陷阱
避坑指南：我曾经在调试一块 Gen3 的 retimer 卡时，发现它卡在 Detect 状态一直不往前走。抓了信号才看到，接收器检测脉冲的幅度不够，导致反射回来的信号始终是一个“开路”特征——说白了就是对面觉得没接东西。最后排查发现，是板上的 AC 耦合电容容值偏大，把检测脉冲的低频分量衰减得太厉害了。
这个地方容易出问题的还有几个：
- 阻抗不连续：连接器、过孔、PCB 走线的阻抗跳变，会制造虚假反射，让接收器检测误以为对面有设备（或者没设备）。
- 电源噪声耦合：检测脉冲本来就弱，如果电源纹波直接串到链路上，很容易淹没信号。
- 温度漂移：接收器的输入阻抗会随温度变化。在高温下，有些芯片的输入阻抗会掉到规格下限以下，导致检测失败。
2.5 怎么看 Detect 是不是正常的？
拿到示波器或者逻辑分析仪，我通常会先看这几个东西：
| 观察点 | 正常表现 | 异常表现 |
|---|---|---|
| 电气空闲信号 | 差分对稳定在 0V 附近 | 有持续毛刺或低频振荡 |
| 检测脉冲 | 幅度 > 200 mV，宽度约 10 ns | 幅值不足或波形畸变 |
| 反射信号 | 呈容性或阻性特征 | 呈开路特征（全反射） |
| 状态机停留时间 | 10 µs ~ 1 ms 内完成 | 反复超时或立即退出 |
个人习惯：我一般会用 PCIe 分析仪把 LTSSM 的轨迹抓出来，看它在 Detect 状态停留了多长时间。如果每次都是 12ms 超时退出，那几乎可以确定是接收器检测失败了。这个时候别急着改软件，先拿示波器去戳一下检测脉冲，看看波形对不对。
嗯，Detect 状态看起来简单，但它决定了后续所有状态能不能跑起来。我见过很多链路训练卡死的问题，追根溯源都是 Detect 阶段埋下的雷。所以每次调试新板子，我都会先确保这一步走得稳当。