事务层是PCIe总线层次结构的最高层，该层次将接收PCIe设备核心层的数据请求，并将其转换为PCIe总线事务，PCIe总线使用的这些总线事务在TLP头中定义。PCIe总线继承了PCI/PCI-X总线的大多数总线事务，如存储器读写、I/O读写、配置读写总线事务，并增加了Message总线事务和原子操作等总线事务。
本节重点介绍与数据传送密切相关的总线事务，如存储器、I/O、配置读写总线事务。在PCIe总线中，Non-Posted总线事务分两部分进行，首先是发送端向接收端提交总线读写请求，之后接收端再向发送端发送完成(Completion)报文。PCIe总线使用Split传送方式处理所有Non-Posted总线事务，存储器读、I/O读写和配置读写这些Non-Posted总线事务都使用Split传送方式。PCIe的事务层还支持流量控制和虚通路管理等一系列特性，而PCI总线并不支持这些新的特性。
在PCIe总线中，不同的总线事务采用的路由方式不相同。PCIe总线继承了PCI总线的地址路由和ID路由方式，并添加了“隐式路由”方式。
PCIe总线使用的数据报文首先在事务层中形成，这个数据报文也被称之为事务层数据报文，即TLP，TLP在经过数据链路层时被加上Sequence Number前缀和CRC后缀，然后发向物理层。
数据链路层还可以产生DLLP(Data Link Layer Packet)。DLLP和TLP没有直接关系，DLLP是产生于数据链路层，终止于数据链路层，并不会传递到事务层。DLLP不是TLP加上前缀和后缀形成的。数据链路层的报文DLLP通过物理层时，需要经过8/10b编码，然后再进行发送。数据的接收过程是发送过程的逆过程，但是在具体实现上，接收过程与发送过程并不完全相同。
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