KR20030019742A - An apparatus for controlling a fan drive of portable system - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A fan drive controlling system is provided to drive the fan in a portable system according to an implemented sequence though a microprocessor or a CPU is in an abnormal state. CONSTITUTION: The system comprises a CPU(10), a temperature sensor(12), a monitoring register(14), a configuration register(16), a comparator(18), a PWM(Pulse Width Modulation) logic module(20), and a fan driver(22). The CPU(10) stores a program controlling an overall operation of the portable system. The temperature sensor(12) senses the temperature caused by a heat of the CPU(10). The monitoring register(14) receives 4 bit or 8 bit signals from the temperature sensor(12) over a bus. The configuration register(16) stores differential reference data, for driving a fan, according to a level of the sensed CPU temperature. The comparator(18) compares the CPU temperature with the temperature level, stored at the configuration register(16), and outputs reference data corresponding to the sensed CPU temperature. The PWM logic module(20) converts the reference data into corresponding square waves, and the fan driver(22) drives the fan based on the square waves.

Description

휴대형 시스템의 팬 구동 제어 장치{An apparatus for controlling a fan drive of portable system}An apparatus for controlling a fan drive of portable system

본 발명은 휴대형 시스템의 팬 구동 제어 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 하드웨어적으로 팬 구동을 제어할 수 있도록 한 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fan drive control device for a portable system, and more particularly, to a device capable of controlling fan drive in hardware.

일반적으로, 노트북 PC와 같은 휴대형 시스템에서는 싱글 마이크로 프로세서를 사용하고, 그 싱글 마이크로 프로세서 또는 칩셋에서 I/O포트를 필요로 하는 경우 범용 입출력 포트(General Purpose Input Output(GPIO) Port)를 사용한다.In general, portable systems such as notebook PCs use a single microprocessor, and when a single microprocessor or chipset requires an I / O port, a general purpose input output (GPIO) port is used.

그 GPIO포트를 사용하는 구성은 일반적으로 데이터 레지스터(data register; DR) 및 데이터 방향 레지스터(data direction register; DDR)를 갖는다.Configurations using the GPIO port generally have a data register (DR) and a data direction register (DDR).

그에 따라, 포트를 출력(output)으로 선택하여 사용하는 경우, 그 출력 포트에 데이터를 보내기 위해서는 CPU가 포트의 방향을 나타내는 데이터 방향 레지스터를 출력 모드로 선택하고 해당 포트의 데이터 레지스터에 원하는 데이터를 라이트하면 그 데이터는 포트가 가지고 있는 래치 회로에 저장되고, 그 래치 회로의 출력은 출력 핀에 드라이브된다.Therefore, when selecting and using a port as an output, in order to send data to that output port, the CPU selects the data direction register indicating the direction of the port as the output mode and writes the desired data to the data register of the corresponding port. The data is then stored in the latch circuit of the port, and the output of the latch circuit is driven to the output pin.

그에 반해, 포트를 입력(input)으로 선택하여 사용하는 경우, 그 입력 포트로부터 데이터를 읽기 위해서는 CPU가 포트의 방향을 나타내는 데이터 방향 레지스터를 입력 모드로 선택하고 해당 포트의 데이터 레지스터를 읽으면 그 핀의 입력 로직 레벨이 내부 데이터 버스에 실리게 된다.On the other hand, when selecting and using a port as input, in order to read data from the input port, the CPU selects the data direction register indicating the direction of the port as the input mode and reads the data register of the corresponding port, The input logic level will be carried on the internal data bus.

이러한 조건의 회로를 가지고 사용자가 원하는 대로 포트를 제어하는 것은 소프트웨어에 의한 것으로서, 제어권의 흐름이 소프트웨어에 있다보니 프로그램 버그가 종종 발생한다.It is the software that controls the ports as the user desires with the circuitry under these conditions. The flow of control is in the software, so program bugs often occur.

즉, 위험성이 높은 기능이 이러한 소프트웨어적인 로직을 사용하는 경우 적용 시스템에 치명적인 오류를 주게 된다.In other words, high-risk features can cause catastrophic failures to the application system when using this software logic.

다시 말해서, 예를 들어 노트북 PC와 같은 휴대형 시스템에서 열문제는 시스템 다운으로 직결된다. 이 경우 시스템의 온도를 낮추기 위해 팬을 사용하게 되는데, 이 팬의 온/오프 제어를 상술한 포트로 제어한다면 소프트웨어적인 버그로 인해 시스템에 치명적인 악영향을 주게 된다. 특히, H8의 팬 제어를 위한 비교 루틴은 다른 동작의 비교 루틴에 버그가 발생하게 되면 동작이 수행되지 못하므로 시스템에 치명적인 악영향을 준다.In other words, in a portable system such as, for example, a notebook PC, the thermal problem is directly linked to the system down. In this case, a fan is used to lower the temperature of the system. If the fan's on / off control is controlled by the above-described port, a software bug causes a fatal adverse effect on the system. In particular, the comparison routine for the fan control of the H8 has a fatal adverse effect on the system because the operation cannot be performed when a bug occurs in the comparison routine of other operations.

본 발명은 상기한 종래의 사정을 감안하여 제안된 것으로, 소프트웨어를 수행시키는 마이크로 프로세서 또는 CPU가 비정상적인 상태에 빠지더라도 항상 구현된 시퀀스대로의 팬 제어가 행해지도록 한 휴대형 시스템의 팬 구동 제어 장치를 제공함에 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been proposed in view of the above-described conventional situation, and provides a fan drive control apparatus of a portable system in which fan control is always performed according to an implemented sequence even when a microprocessor or CPU executing software falls into an abnormal state. Has its purpose.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 휴대형 시스템의 팬 구동 제어 장치의 구성도,1 is a block diagram of a fan drive control device of a portable system according to an embodiment of the present invention,

도 2는 도 1에 도시된 CONFIG 레지스터에 저장되는 온도 레벨별 기준 데이터의 예를 나타낸 도면,FIG. 2 is a diagram illustrating an example of reference data for each temperature level stored in the CONFIG register shown in FIG. 1;

도 3은 도 1에 도시된 PWM 로직부를 DAC로 대체하였을 경우의 온도 레벨별 CONFIG 레지스터값과 DAC출력값을 예시적으로 나타낸 도면,3 is a diagram exemplarily illustrating a CONFIG register value and a DAC output value for each temperature level when the PWM logic unit illustrated in FIG. 1 is replaced with a DAC;

도 4는 도 2에 도시된 테이블에 근거한 PWM 로직부에서의 출력 파형을 나타낸 도면이다.4 is a diagram illustrating an output waveform of a PWM logic unit based on the table shown in FIG. 2.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※ Explanation of code for main part of drawing

10 : CPU12 : 온도센서10: CPU12: temperature sensor

14 : 모니터링 레지스터16 : CONFIG 레지스터14: monitoring register 16: CONFIG register

18 : 비교기20 : PWM 로직부18: comparator 20: PWM logic section

22 : 팬 구동부24 : 팬22: fan drive unit 24: fan

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 휴대형 시스템의 팬 구동 제어 장치는, CPU를 갖춘 휴대형 시스템에 있어서,In order to achieve the above object, a fan drive control apparatus of a portable system according to a preferred embodiment of the present invention, in a portable system having a CPU,

팬 구동을 위한 기준 데이터가 온도 레벨에 따라 차등적으로 저장되는 메모리; 감지된 CPU 온도가 상기 온도 레벨중 어느 레벨인지를 비교하여 해당 온도 레벨에 대해 지정된 기준 데이터를 출력하는 비교수단; 및 상기 비교수단으로부터의 기준 데이터에 근거하여 팬을 구동하는 팬 구동 로직수단을 구비하되, 상기 메모리에 저장되는 온도 레벨별 기준 데이터는 해당 시스템 초기화과정중에 상기 CPU에 의해 세팅되는 것을 특징으로 한다.A memory in which reference data for fan driving are stored differentially according to a temperature level; Comparison means for comparing which of said temperature levels the detected CPU temperature is and outputting reference data designated for said temperature level; And fan driving logic means for driving the fan based on the reference data from the comparison means, wherein reference temperature data for each temperature level stored in the memory are set by the CPU during a corresponding system initialization process.

이하, 본 발명의 실시예에 따른 휴대형 시스템의 팬 구동 제어 장치에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a fan drive control apparatus for a portable system according to an exemplary embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 휴대형 시스템의 팬 구동 제어 장치의 구성도로서, 해당 휴대형 시스템의 전체적인 동작을 제어하는 프로그램을 갖춘 CPU(10): 상기 CPU(10)의 발열에 의한 온도를 센싱하는 온도센서(12); SM버스를 통해서 상기 온도센서(12)로부터의 신호(예컨대, 4비트 또는 8비트의 신호)를 수신하는 모니터링 레지스터(14); 팬 구동을 위한 기준 데이터가 온도 레벨에 따라 차등적으로 저장되는 CONFIG 레지스터(16); 상기 모니터링 레지스터(14)로부터 입력되는 상기 CPU 온도가 상기 CONFIG 레지스터(16)에 저장된 온도 레벨중 어느 레벨에 속하는지를 비교하여 해당 온도 레벨의 기준 데이터를 출력하는 비교기(18); 상기 비교기(18)에서 출력되는 기준 데이터에 근거하여 구형파로 변환해서 출력하는 PWM 로직부(20); 및 상기 PWM 로직부(20)에서 출력되는 구형파 펄스에 근거하여 팬(24)을 구동시키는 팬 구동부(22)를 구비한다.1 is a configuration diagram of a fan drive control apparatus for a portable system according to an embodiment of the present invention, the CPU 10 having a program for controlling the overall operation of the portable system: a temperature caused by the heat generation of the CPU 10 A temperature sensor 12 for sensing; A monitoring register (14) for receiving a signal (e.g., a 4-bit or 8-bit signal) from the temperature sensor 12 via an SM bus; A CONFIG register 16 in which reference data for fan driving are stored differentially according to a temperature level; A comparator (18) for comparing which of the temperature levels stored in the CONFIG register (16) the CPU temperature input from the monitoring register (14) outputs reference data of the corresponding temperature level; A PWM logic unit 20 converting the square wave based on the reference data output from the comparator 18 and outputting the square wave; And a fan driver 22 that drives the fan 24 based on the square wave pulse output from the PWM logic unit 20.

상기 비교기(18)는 상기 모니터링 레지스터(14)로부터 출력되는 현재의 CPU온도에 상응하는 디지털 값(예컨대, 3비트의 디지털 값)을, 상기 CONFIG 레지스터(16)에서 일치하는 값을 찾은 다음에 그 값(예컨대, 8비트)을 상기 PWM 로직부(20)에게로 출력한다.The comparator 18 finds a digital value (e.g., a 3-bit digital value) corresponding to the current CPU temperature output from the monitoring register 14, and finds a corresponding value in the CONFIG register 16. A value (eg, 8 bits) is output to the PWM logic unit 20.

상기 온도센서(12)는 2채널 디지털 온도센서이다.The temperature sensor 12 is a two channel digital temperature sensor.

상기 CONFIG 레지스터(16)에 저장되는 온도 레벨별 기준 데이터(예컨대, 8비트의 기준 데이터)는 해당 휴대형 시스템의 포스트 동작에 따른 초기화과정에서 상기 CPU(10)에 의해 세팅된다. 상기 포스트는 노트북 PC와 같은 시스템에 전원이 인가된 순간에 시스템을 구성하고 있는 각각의 장치에 대한 상태를 검사하고 시스템이 동작할 수 있도록 초기화 작업을 수행하는 일련의 검사 과정으로서, 전원 인가 후 자가 검사(Power On Self Test; POST)라고 한다. 일반적으로 컴퓨터 또는 노트북 PC와 같은 시스템에서는 ROM BIOS안에 포스트(POST)를 가지고 있는데, 시스템에 전원이 인가된 순간에 포스트가 실행되어 시스템의 각 부분에 대한 상태를 검사한다.Temperature level-specific reference data (eg, 8-bit reference data) stored in the CONFIG register 16 is set by the CPU 10 in the initialization process according to the post operation of the portable system. The post is a series of test procedures that check the status of each device constituting the system at the moment power is applied to a system such as a notebook PC, and perform initialization to allow the system to operate. This is called a power on self test (POST). In general, a system such as a computer or notebook PC has a post in the ROM BIOS. The post is executed at the moment the system is powered up and checks the status of each part of the system.

그리고, 상기 CPU(10)에 의해 세팅되는 상기 CONFIG 레지스터(16)의 값(룩업 테이블(look-up table) 형태로 저장됨)을 살펴보면 도 2에 예시된 바와 같다. 상기 PWM 로직부(20)는 DAC로 대체할 수 있는데, DAC로 대체하였을 경우에는 온도 레벨별 CONFIG 레지스터(16)의 값과 DAC출력값은 도 3에 예시된 바와 같이 될 수 있다.The value of the CONFIG register 16 (stored in the form of a look-up table) set by the CPU 10 is as illustrated in FIG. 2. The PWM logic unit 20 may be replaced with a DAC. When the DAC is replaced with a DAC, the value of the CONFIG register 16 and the DAC output value for each temperature level may be as illustrated in FIG. 3.

한편, 본 발명의 실시예에서는 CPU(10), 모니터링 레지스터(14), CONFIG 레지스터(16) 및 비교기(18)가 원칩(one chip)으로 이루어진다.On the other hand, in the embodiment of the present invention, the CPU 10, the monitoring register 14, the CONFIG register 16 and the comparator 18 are made of one chip.

이어, 본 발명의 실시예에 따른 휴대형 시스템의 팬 구동 제어 장치의 동작에 대해 설명하면 다음과 같다.Next, the operation of the fan drive control device of the portable system according to an embodiment of the present invention will be described.

먼저, 휴대형 시스템의 전원이 온되면 전원이 인가된 순간에 휴대형 시스템을 구성하고 있는 각 구성요소에 대한 상태를 검사하고 그 휴대형 시스템이 동작할 수 있도록 초기화 작업을 수행하는 포스트 과정이 행해진다. 그 시스템 초기화 작업이후에 상기 CPU(10)에 의해 CONFIG 레지스터(16)의 값이 세팅된다.First, when the power of the portable system is turned on, a post process is performed in which a state of each component constituting the portable system is inspected and an initialization operation is performed so that the portable system can operate. After the system initialization operation, the value of the CONFIG register 16 is set by the CPU 10.

이후, 휴대형 시스템이 부팅되어 정상적인 프로세싱 과정을 수행하게 되면 그 휴대형 시스템의 각 구성요소에서는 발열을 하게 된다. 그에 따라, CPU(10)의 발열에 따른 온도가 온도 센서(12)에서 센싱되고, 그 온도센서(12)는 그 센싱된 값을 모니터링 레지스터(14)를 통해 비교기(18)에게로 전송한다.After that, when the portable system boots and performs a normal processing process, each component of the portable system generates heat. Accordingly, the temperature according to the heat generated by the CPU 10 is sensed by the temperature sensor 12, and the temperature sensor 12 transmits the sensed value to the comparator 18 through the monitoring register 14.

상기 비교기(18)에서는 상기 모니터링 레지스터(14)로부터 출력되는 현재 CPU온도에 상응하는 디지털 값(예컨대, 3비트)에 대해, CONFIG 레지스터(16)에서 일치하는 값(예컨대, 8비트)을 찾은 다음에 그 값(8비트)을 PWM 로직부(20)에게로 출력한다. 예컨대, 상기 입력된 CPU의 온도가 100℃이면 팬(24)의 회전수를 최대로 하는 "1111 1111"의 값을 출력하고, 상기 입력된 CPU의 온도가 60℃이하이면 팬(24)의 회전을 정지시키는 "0000 0000"의 값을 출력한다. 그리고, 상기 입력된 CPU의 온도가 70℃, 80℃, 90℃이면 그에 상응하는 출력값을 출력한다. 물론, 예시된 온도 레벨 이외의 경우에도 그에 상응하는 출력값이 출력된다는 것은 당업자라면 누구라도 알 수 있다.The comparator 18 finds a corresponding value (e.g., 8 bits) in the CONFIG register 16 for a digital value (e.g., 3 bits) corresponding to the current CPU temperature output from the monitoring register 14. The value (8 bits) is outputted to the PWM logic unit 20. For example, when the temperature of the input CPU is 100 ° C., a value of “1111 1111” for maximizing the rotation speed of the fan 24 is output. When the temperature of the input CPU is 60 ° C. or less, the rotation of the fan 24 is performed. Outputs a value of "0000 0000" to stop the operation. And, if the temperature of the input CPU is 70 ℃, 80 ℃, 90 ℃ outputs the corresponding output value. Of course, it will be appreciated by those skilled in the art that a corresponding output value is output even in a case other than the illustrated temperature level.

이어, 상기 PWM 로직부(20)는 그 입력된 값을 구형파로 변환해서 팬 구동부(22)에게 인가하고, 그 팬 구동부(22)에서 그 입력된 구형파 펄스에 의해 팬(24)을 구동한다. 여기서, 상기 팬(24)을 구동시키지 않아도 되는 온도인 60℃이하라는 것은 예를 든 것이지 절대적인 값이 아니다.Subsequently, the PWM logic unit 20 converts the input value into a square wave and applies it to the fan driver 22, and the fan driver 22 drives the fan 24 by the input square wave pulse. Here, it is an example and not an absolute value that it is 60 degrees C or less which is the temperature which does not need to drive the said fan 24.

이상 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 소프트웨어적인 오류에 의해 CPU가 동작할 수 없을 경우 이미 CPU에 의해 팬 구동을 위한 각 온도별 기준 데이터가 하드웨어내에 세팅되었으므로 하드웨어적으로 팬 구동이 정상적으로 행해진다. 그로 인해, CPU이 비정상 상태이더라도 열에 의한 CPU의 피해 및 시스템의 피해를 최소화할 수 있다.As described in detail above, according to the present invention, when the CPU cannot operate due to a software error, the fan driving is normally performed in hardware since the reference data for each temperature for driving the fan has already been set in the hardware by the CPU. Therefore, even if the CPU is in an abnormal state, damage to the CPU and damage to the system due to heat can be minimized.

한편, 본 발명은 상술한 실시예로만 한정되는 것이 아니라 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위내에서 수정 및 변형하여 실시할 수 있고, 그러한 수정 및 변형이 가해진 기술사상 역시 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 한다.On the other hand, the present invention is not limited only to the above-described embodiment, but can be modified and modified within the scope not departing from the gist of the present invention, the technical idea to which such modifications and variations are also applied to the claims Must see

Claims (4)

CPU를 갖춘 휴대형 시스템에 있어서,In a portable system with a CPU, 팬 구동을 위한 기준 데이터가 온도 레벨에 따라 차등적으로 저장되는 메모리;A memory in which reference data for fan driving are stored differentially according to a temperature level; 감지된 CPU 온도가 상기 온도 레벨중 어느 레벨인지를 비교하여 해당 온도 레벨에 대해 지정된 기준 데이터를 출력하는 비교수단; 및Comparison means for comparing which of said temperature levels the detected CPU temperature is and outputting reference data designated for said temperature level; And 상기 비교수단으로부터의 기준 데이터에 근거하여 팬을 구동하는 팬 구동 로직수단을 구비하되,Fan driving logic means for driving a fan based on reference data from the comparing means, 상기 메모리에 저장되는 온도 레벨별 기준 데이터는 해당 시스템 초기화과정중에 상기 CPU에 의해 세팅되는 것을 특징으로 하는 휴대형 시스템의 팬 구동 제어 장치.And reference data for each temperature level stored in the memory are set by the CPU during a corresponding system initialization process. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 메모리에 저장된 기준 데이터는 소정 온도 이하에서의 팬 구동을 오프시키는 데이터 및 상기 소정 온도 이상에서 각 온도별로 팬의 회전수를 차등적으로 되게 하는 데이터로 구성되고, 그 데이터들은 룩업 테이블화된 것을 특징으로 하는 휴대형 시스템의 팬 구동 제어 장치.The reference data stored in the memory is composed of data for turning off the fan drive at a predetermined temperature or lower and data for making the rotational speed of the fan differential for each temperature above the predetermined temperature. A fan drive control device for a portable system, characterized in that. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 비교수단은, 상기 CPU 온도에 상응하는 데이터를 입력받게 되면 그 데이터를 상기 메모리에서 검색하여 그 검색된 데이터에 대해 연계 저장된 기준 데이터를 출력하는 것을 특징으로 하는 휴대형 시스템의 팬 구동 제어 장치.And the comparing means retrieves the data from the memory and outputs reference data stored in association with the retrieved data when receiving the data corresponding to the CPU temperature. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 CPU와 메모리 및 비교수단은 원 칩(one chip)화된 것을 특징으로 하는 휴대형 시스템의 팬 구동 제어 장치.And the CPU, the memory and the comparison means are one chip.
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