2. Detect状态：检测对端设备的存在与电气空闲
好，咱们正式开始啃LTSSM的第一个状态——Detect。
Detect是整个链路训练流程的起点。说白了，就是你的PCIe设备上电或者复位之后，要做的第一件事：看看对面有没有设备接在那儿。如果没有，那后面的所有训练都没有意义。
2.1 Detect状态的核心任务
Detect状态要完成的事情其实很简单，就两件：
- 检测对端设备是否存在——通过检测接收器是否终结来判断。
- 检测电气空闲状态——判断链路上是否有信号活动。
我个人习惯把Detect比作「敲门」。你敲了门，对方应答了，你才知道屋里有人。如果敲了半天没人理，那要么是空房间，要么是门坏了。
关键点：Detect状态不进行任何数据交换，只做电气层面的检测。它用的是差分信号的电气特性，而不是数据包。
2.2 三个子状态：Quiet → Active → Wait
Detect状态内部又分了三个小阶段。我画了个流程图，你先看一眼整体结构：
┌─────────────────────────────────────────────────────────┐
│ Detect状态 │
│ ┌─────────────┐ ┌──────────────┐ ┌───────────┐ │
│ │ Detect.Quiet│───→│ Detect.Active│───→│Detect.Wait│ │
│ │ 发送空闲信号 │ │ 发送检测脉冲 │ │ 等待结果 │ │
│ └─────────────┘ └──────────────┘ └───────────┘ │
│ │ │ │
│ │ 检测到接收器终结 │ │
│ └────→ 进入Polling │ │
│ 状态 │ │
│ │ │ │
│ │ 未检测到，超时 │ │
│ └────→ 重试或降级 │ │
└─────────────────────────────────────────────────────────┘2.2.1 Detect.Quiet
进入Detect状态后，首先进入Detect.Quiet。
这个阶段，发送端会强制输出一个电气空闲（Electrical Idle）信号。所谓电气空闲，就是差分电压维持在0V附近，没有信号翻转。
为什么要先发空闲？
你想想看，如果前一个状态残留了一些信号电平，直接发检测脉冲可能会有误判。Quiet阶段就是「清场」，让链路先安静下来，确保后续检测的基准电压是干净的。
我的经验：我曾经在一个Gen3的项目中遇到过链路训练反复失败的问题。排查了很久，最后发现是Quiet阶段维持时间不够长，导致前一状态的电平没有完全泄放，后续检测脉冲被干扰了。增加Quiet阶段的计时器后，问题解决。这种坑很难找，建议你在调试时重点关注这个时间参数。
2.2.2 Detect.Active
Quiet阶段结束后，进入Detect.Active。这才是真正的「检测」环节。
发送端会发送一个检测脉冲（Detect Pulse），本质上是一对短的差分信号叠加在一个共模电压上。接收端那边通过检测接收器终结（Receiver Termination）的有无，来判断对端设备是否连接。
接收器终结检测有两种常见方法：
| 检测方法 | 原理 | 优点 | 缺点 |
|---|---|---|---|
| 阻抗检测法 | 测量差分线上的阻抗变化 | 精度高，不易受噪声干扰 | 实现电路相对复杂 |
| 电压摆幅检测法 | 测量脉冲发射后的电压响应 | 电路简单 | 容易受链路线长和寄生电容影响 |
我记得在早期Gen1/2的设计中，很多厂商用的是电压摆幅法，因为简单。但到了Gen3/4，随着速率提升，阻抗检测法逐渐成为主流。嗯，这也算是一个技术演进的小细节。
2.2.3 Detect.Wait
Active阶段发出脉冲后，进入Detect.Wait。这个阶段是等待检测结果。
- 如果检测到接收器终结（对端存在），则迁移到Polling状态，开始真正的链路训练。
- 如果超时仍未检测到终结，则重试。重试有次数上限，超过后进入Detect.Quiet或直接上报失败。
注意：有些低功耗场景下，PCIe设备会被配置为「在Detect.Wait超时后主动进入低功耗状态」，而不是一直死循环重试。具体行为取决于设备的能力和配置空间中的设置。
2.3 电气空闲检测
电气空闲检测是Detect状态另一个重要功能。搞过硬件的人都知道，信号线上的噪声是躲不掉的。尤其是当链路很长或者布板环境复杂时，你可能会在Detect阶段检测到「假的信号」。
PCIe协议规定，电气空闲的判断标准是：
条件1：|V_d+ - V_d-| < 65mV（Gen1/2）
条件2：持续时间超过一定时间阈值（通常为若干个UI，具体值由协议定义）说白了，就是差分电压幅度要足够小，并且持续足够长的时间，才能被判定为「链路安静了」。
我踩过的一个坑：曾经有一次，我在实验室调试一块板子，发现Detect状态总是异常退出。查了好几天才发现，是电源纹波太大，导致差分线上始终有几十mV的周期性噪声，刚好卡在65mV的阈值附近。电气空闲检测被频繁打断，状态机就乱了。后来在电源上加了一颗去耦电容，问题才解决。所以，Detect阶段的稳定性，很大程度上取决于你的电源完整性设计。
2.4 速度协商与Detect的关系
有人可能会问：「Detect阶段要不要协商速率？」
答案是：不需要。Detect阶段只检测对端是否存在，不涉及任何速率协商。速率协商是在后面的Polling和Configuration阶段完成的。
但是，检测脉冲的发送速度是有讲究的。Detect阶段的检测脉冲通常以2.5 GT/s（Gen1速率）发送，因为这是所有PCIe设备都支持的基础速率。如果你直接用Gen3的速率去发脉冲，老旧设备可能根本识别不了。
重要原则：PCIe的速率协商是「从低到高」的。Detect阶段必须用最低速率进行，确保兼容性。
2.5 信号完整性对Detect的影响
Detect阶段最容易忽视的就是信号完整性（SI）问题。
检测终结的原理，本质上是反射测量法。发送端发出一个脉冲，脉冲遇到对端的接收器终结后，会产生反射波。通过分析反射波的幅度和时间，就可以判断终结是否存在。
但是，如果链路中存在阻抗不连续点（比如连接器、过孔、线宽变化），这些位置也会产生反射，造成误判。
我记得在一个Gen3项目上，因为连接器部分的差分阻抗做到了120Ω（标准是100Ω±10%），结果Detect阶段总是误报「设备不存在」。这条链路上实际是插着设备的，但因为反射波被连接器的阻抗不连续干扰了，检测电路以为是开路。这种问题，往往需要SI仿真才能提前发现。
2.6 小结一张图
我把整个Detect状态的流程和关键判断点总结成下面这张SVG图，你可以保存下来对照着看：