CN102053888A - 运算装置的自我检测方法与系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种运算装置的自我检测方法与系统，其在该运算装置的启动过程中，接收对应每一电子元件所具有的关于电压位阶状态的状态信号，然后显示对应每一第一状态信号的讯息，以提供检测启动状态的依据。藉由本发明的自我检测方法与系统，可以利用既有的除错架构，来完成电压的位阶状态检测，因此，不但可以协助寻找异常的所在，更具有容易操作以及低成本的优点。

Description

运算装置的自我检测方法与系统

技术领域

本发明有关一种检测方法与系统，尤其是指一种运算装置在启动的过程中关于电压状态的自我检测方法与系统。

背景技术

随着工业的发展与进步，各种不同应用场合的电子运算装置的需求也逐渐增加。例如：在信息科技行业中，由于网络的发展和公司内部中小型区域网搭建规模的扩增，网络服务系统有了更专业化要求，也因此提升了网络服务系统的功能性和易用性。此外，随着电子化的脚步，各企业中对于数据服务器的需求也大幅增加，数据服务器可以作为数据储存与读取的平台，使得数据得以保存或者是提供进行统计分析所需的信息。基于前述的需要，因此稳定且有效率的服务器机能是选用的重要关键。

目前，服务系统开机时，周边硬件的初始化通过中央处理单元(central processing unit；CPU)经由主机板的基本输出入系统(Basic Input Output System；BIOS)芯片取得程序码，由此程序码先检查CPU各项暂存器是否运作正常，接下来对动态随机存取存储器(Dynamic Random Access Memory)、主机板芯片组、显示卡等其余周边设备进行初始化设定。前述的程序，在服务器研发的过程中，难免会发生系统性错误，例如：电压不稳定、硬件不相容或发生异常等问题，造成开机不动作的现象。此时，研发者必须针对可能的错误来进行除错。

为加快研发以及除错速度，业界遂定义出一I/O地址端口(例如：Port 80H)，当BIOS(Basic Input Output System)程序码依照储存开机自我测试(Power on Self Test；POST)程序的程序表进行某一阶段的开机自我测试程序时，BIOS程序会将此阶段的开机自我测试程序的测试代码(code)的数值直接送到如Port 80H的I/O端口，然后经由解码并显示出此阶段的开机自我测试程序的测试代码的数值，以供研发者了解发生错误的原因。

习用技术中美国公开申请案US.Pub.No.2007/0208973教导了一种利用外接测试卡的技术，如图1所示，其利用一测试卡10插入于待测的主机板11上。在主机板11启动的过程中，测试卡10接收由处理器所传输的根据BIOS所发出的POST的检测命令所检测的结果。如果有异常，则利用测试卡10上的显示器100显示异常编号。此外，在中国台湾公告专利第461541号则教导了一种可以克服外加测试卡的问题显示装置，其利用单芯片的电路实施方式，该装置接收总线所出现各个周边硬件所发生的问题信号，并加以处理判断为哪一周边硬件发生问题，并通过显示单元显示，使用者仅需判断显示单元所代表的意义，即可获知问题的所在，无需再藉由外接除错误卡进行维修。而在美国专利US.Pat.No.6,615,360也教导一种检测技术，其针对电脑系统内的元件所需的电源供应进行检测，然后将信号连接至逻辑元件(programmable array logic，PAL)上，当PAL元件检测到所有的信号时，则送出正常的信号以表示启动程序正常。

前述的技术是集中在硬件状态是否正常(如美国公开申请案US.Pub.No.2007/0208973，或者是中国台湾公告专利第461541号)，或者是针对系统状态，统一送出正常或异常的信号(如美国专利US.Pat.No.6,615,360)。但是在习用技术中，并没有针对BIOS运作前关于各电子元件所具有的电压位阶状态的电压进行检测并且依序显示出对应的讯息以供使用者判断，因此对于系统设计者而言，在进行系统除错时，还是有不便之处。综合上述，因此亟需一种运算装置的自我检测方法与系统来解决习用技术的不足之处。

发明内容

本发明的目的在于，现有的运算装置的检测系统在运算装置启动过程中，没有针对各电子元件所具有的电压位阶状态的电压进行检测的技术问题。

为达到上述目的，本发明提供一种运算装置的自我检测方法，其包括有下列步骤：启动一运算装置，该运算装置具有多个电子元件，每一个电子元件可产生关于电压位阶状态的一第一状态信号；接收对应每一电子元件所具有的第一状态信号；以及显示对应每一第一状态信号的一讯息。

本发明更提供一种运算装置的自我检测系统，包括：一运算装置，其具有多个电子元件，每一个电子元件于该运算装置启动过程中，产生关于电压位阶状态的一第一状态信号；一控制单元，其与该多个电子元件电性连接以接收该第一状态信号，该控制单元更根据该第一状态信号产生对应的显示信号；以及一显示单元，其与该控制单元电性连接以根据该显示信号产生对应的讯息。

本发明的有益效果在于，在系统启动前检测电源供应状态并予以显示，以利判断电源供应的状态是否正常。在BIOS启动检测的过程中，经由总线接收关于特定地址端口所具有的对应电子元件启动状态的信号，然后对该信号解码以显示对应的讯息，以利判断开机程序状态是否正常。

利用现有的除错机制，在运算装置启动过程中，接收来自不同电子元件所具有的关于电压位阶的状态信号，并依序显示对应的讯息以供判断启动的状态。藉由本发明的方法与系统可以降低成本以及增加简化机板布局设计。

附图说明

图1为习用的除错卡示意图。

图2为本发明的一运算装置架构示意图。

图3为本发明的运算装置的自我检测方法实施例流程示意图。

图4A与图4B为检测运算装置的电源供应状态的显示灯号示意图。

图5为运算装置启动时检测各电子元件的电压状态顺序示意图。

附图标记说明：

10-测试卡；100-显示器；11-主机板；2-运算装置；20-主控制板；21-中央处理器；22-存储器；23-输入/输出集线器23；24-输入/输出集线控制器；25-电源供应器；250、251-电压转换元件；252、253-电性线路；26-机板管理控制单元；260-电性线路；27-LPC总线；28-控制单元；280-解码器；29-显示单元；290、291-七段显示器；3-运算装置的自我检测方法；300～311-步骤；40～42-显示状态。

具体实施方式

下文将本发明的装置的相关细部结构以及设计的理念原由进行说明，详细说明陈述如下：

请参阅图2所示，该图为本发明的一运算装置架构示意图。该运算装置2具有一主控制板20，其上具有各种不同的电子装置，如：中央处理器21、存储器22(如：DDR2或DDR3等)、输入/输出集线器23(I/O Hub，IOH)(或称为北桥芯片)与输入/输出集线控制器24(I/O controller hub，ICH)(或称为南桥芯片)，但不以此为限。一般而言，输入/输出集线器(IOH)23经由总线连接比较高速的装置，例如：存储器或者是显示卡。总线有周边装置元件连接(Peripheral Component Interconnect，PCI)或者是高阶图形显示端口(Advanced Graphics Port，AGP)接口等总线种类，但不以此为限。而输入/输出集线控制器(ICH)24，则负责比较低速的装置，例如：I/O周边装置(键盘、滑鼠、印表机等)或USB接口。

该主控制板20更偶接有一电源供应器25。电源供应器25所供应的电源通常为比较高的电压，例如：12V。电源供应器25与主控制板20电性连接之后，主控制板20上会具有电压转换元件250与251，其可进行电压转换以将大电压转换成小电压。其中电压转换元件250可将12V转换成5V电压，以供应给需要5V的电子元件，而电压转换元件251则将5V转换成3.3V电压，以供应给需要3.3V的电子元件。至于电压转换元件的数量以及转换的电压大小则可以根据需求而定，并不以图2所示为限制。

接下来说明，本发明的自我检测系统。如图2所示，本发明的自我检测系统具一控制单元28、多个可提供关于电压状态信号的电子元件，以及一显示单元29。每一个电子元件藉由一接脚(pin)与该控制单元电性连接，其中，该接脚可以输出关于该电子元件的电压位阶状态的一第一状态信号(power good，PWRGD)给该控制单元28。在本实施例中，电子元件可为中央处理器21、存储器22、输入/输出集线器(IOH)23、输入/输出集线控制器(ICH)24以及电源供应器25及其相关的电压转换元件250与251所具有的可输出第一状态信号(PWGRD)的针脚电性连接。前述的电子元件为列举的实施例，并不以所列举的电子元件为本发明的限制。另外，该主控制板20上更具有一机板管理控制单元26(baseboard management controller，BMC)，其与该主控制板20电性连接，以接收由该电源供应器25所提供的电源，以自我初始化启动管理的机制。

该控制单元28，可为一可编程逻辑控制器(programmable logic controller，PLC)或具有运算能力的单芯片等。本实施例使用属于可编程逻辑控制器中的复杂型可编程运算元件(complex programmable logic device，CPLD)，但不以此为限。只要是具有运算能力的逻辑运算元件，都可依据熟悉此项技术的人的需求予以置换。该显示单元29，与该控制单元28电性连接，该显示单元29根据该控制单元28所发出的对应第一状态信号的显示信号，而显示对应的讯息。该显示单元29可为发光二极管显示器(例如：多个七段显示器组合或者是二极管显示阵列元件)或者是液晶显示器等。在本实施例中，该显示单元29为两个七段显示器所组合的显示单元。此外，在本实施例中，该控制单元28更藉由低端子数(low pin count，LPC)总线27与输入/输出集线控制器(ICH)24电性连接。当BIOS初始化时，运算装置2进行开机自我测试(Power On Self Test，POST)所需执行的一连串指令，而中央处理器执行每一指令后的除错讯息会将对应一地址端口(例如：端口号80，但不以此为限)的数据，经由LPC总线27传给控制单元28接收。此时，控制单元28内具有解码能力的解码器280进行解码，并将解码后的信息传输至显示单元29，以显示对应的讯息。

请参阅图3所示，该图为本发明的运算装置的自我检测方法实施例流程示意图。本实施例以图2的运算装置为例，但不以图2的架构为限，来说明检测方法的运作。该检测方法3包括有下列步骤，首先进行步骤300判断运算装置未启动前的电源连接状态。在判断过程中以步骤301检测与运算装置电性连接的电源供应器25(power supply)以及机板管理控制单元26(baseboard management controller，BMC)是否处于正常状态。如果正常则进行步骤303显示对应的灯号；反之，则进行步骤302，根据异常的状态显示对应的讯息。

例如：以电源供应器25提供12V电压给运算装置2为例，由电源供应器25中提供代表电源供应正常(stand_by_power)的信号经由电性线路252传递信号给控制单元28，当控制单元28接收到stand_by_power的信号时，会在步骤303中，控制显示单元29显示对应的讯息。由于本实施例中的显示单元29为七段显示器，因此显示的状态会如图4A所示，显示单元29中的第一七段显示器290中的一个二极管灯会接收控制单元28的信号而点亮。此时，使用者看到灯号时，就可以了解电源供应器25所供应的电源已经处于正常的待机状态。相反地，如果没有收到stand_by_power信号，则代表电源供应异常，因此会以步骤302显示对应异常的讯息。本实施例以没有任何灯号显示作为代表异常的状态。当然，使用者可以根据需要定义控制单元28控制显示单元29显示代表正常或异常的灯号。

当电源正常进入至运算装置时，主控制板上的机板管理控制单元26就会接收电力而运作进行自我初始化的工作，一但工作进行完毕，机板管理控制单元26即会将代表正常的电信号经由电性线路260传递给控制单元28。控制单元28在接收到机板管理控制单元26初始化正常的信号后，便会以步骤303于送出控制信号，点亮显示单元29中的第二个七段显示器291中的一的二极管灯，以形成如图4B的状态。当使用者或测试人员看到图4B的状态时，即可以了解系统电力供应正常，可以随时被启动。反之，如果仅有图4A的灯号，则代表机板管理控制单元26的运作异常，即可随时检查找出问题。

运算装置2的电源25与机板管理控制单元26正常之后，接着以步骤304判断运算装置2是否被启动。本步骤所谓的启动，是指运算装置2的启动开关是否被打开。如果没有，则持续监控电源供应状态，亦即回到步骤300进行监控的循环。反之，如果启动，则以步骤305清除在步骤303所显示的代表电源25与机板管理控制单元26状态的讯息。接着以步骤306，接收对应每一电子元件所发出的有关于电压状态的第一状态信号，然后显示对应的讯息。在本步骤中，主要是对于主控制板20上的主要电子元件(例如：CPU、存储器以及南北桥芯片等)的电压供应状态进行确认。

如图3所示，该图为本发明确认电子元件电压供应状态流程示意图。在确认的过程中，以步骤307逐一确认在主控制板上的电子元件的电压供应状态。一般而言，确认过程是先确认高电压，再确认低电压。首先确认由电源供应器所提供的高电压(12V)经过电压转换成低电压的电压供应状态是否正常。本实施例是以3.3V作为说明，如图2所示，当电压由高电压12V转换成低电压3.3V时，如果正常状态，会由3.3V的转换器251中代表电压状态正常的接脚经由电性线路253传递PWGRD(power good)信号给控制单元28。控制单元28确认到代表3.3V正常的信号P3V3_PWGRD的信号时，即控制显示单元29显示对应的讯息。例如图5中，当3.3V正常供应时，则如显示状态40所显示的灯号。

接着，控制单元28会继续确认输入/输出集线控制器24(ICH)是否发出代表工作电压正常的P1V5_ICH_PWGRD的信号，如果有的话，控制单元28控制显示单元29显示如显示状态41所示的灯号。然后，控制单元28再确认存储器的工作电压是否正常，本实施例的存储器为DDR3(但不以此为限)，如果DDR3的工作电压也处于正常状态，则由DDR3中代表电压正常的DDR3_VDDQ_PWGRD的信号也会被控制单元28所检测，而如显示状态42所显示的灯号所示。然后依序检测输入/输出集线控制器24的1.05V工作电压(P1V05_ICH_PWGRD)、输入/输出集线器(IOH)23的1.1V(P1V1_IOH_PWGRD)以及1.8V(P1V8_IOH_PWGRD)工作电压、CPU终止电压(CPU_VTT_PWGRD)、DDR3终止电压(DDR3_VTT_PWGRD)、CPU工作电压(CPU_VCCP_PWGRD)以及系统电压(SYS_PWGRD)是否正常。整个检测的过程，是以序列检测过程进行，亦即，控制单元28按照图5所示的检测程序，依序检测电子元件所需的工作电压是否正常。在图5中的检测电压供应流程的顺序并非固定的顺序，其可根据运算装置2所具有的平台型式，而有不同的检测程序。图5仅为说明步骤306的运作过程的一实施例而已，因此步骤306所依序检测电子元件所具有的工作电压流程并不以图5的流程为限制。

当图5中的某一阶段发生电压供应异常时，例如：存储器并没有发出电压正常DDR3_VDDQ_PWGRD的信号时，则显示单元29的灯号会停留在P1V5_ICH_PWGRD所对应的灯号状态。使用者或检测人员看到灯号没有变化，即可得知是P1V5_ICH_PWGRD灯号的下一个程序DDR3_VDDQ_PWGRD所对应的工作电压确认异常，藉由步骤308检查有异常电子元件，以找出问题予以解决。如果，图5的灯号依序显示，则代表确认电压正常，此时即可进行步骤309将运算装置的控制权交给基本输出输入系统(Basic Input/Output System，BIOS)。在BIOS进行运作之前，先以步骤310利用输入/输出集线控制器24(ICH)所发出的重启信号(platform reset，PLTRST)清除在步骤306所显示的灯号或讯息，然后，BIOS则进入启动状态。

一般而言，BIOS是载入在电脑硬件系统上的最基本的软体程序码，主要的功能为：开机自我测试、初始化动作、纪录系统设定值以及载入作业系统等工作。当BIOS在运作的过程中，运算装置2会进行开机自我测试(Power On Self Test，POST)。而中央处理器在执行POST的每一指令后，会发出关于一地址端口(本实施例为Port 80)的一第二状态信号，该第二状态信号关于一电子元件的启动状态(例如：初始化是否正常)。该第二状态信号经由总线27(本实施例为低端子数(LPC)总线)传给控制单元28。接着再以步骤311，控制单元28解码经由LPC总线27所接收到的第二状态信号。由于在控制单元28内具有解码器280，因此可以根据对应Port 80的该第二状态信号进行解码。该控制单元28再根据解码后的所得到的讯息，进一步输出至显示单元29，使得使用者得知关于Port 80的除错讯息，进而掌握开机过程的检测状态。

以上对本发明的描述是说明性的，而非限制性的，本专业技术人员理解，在权利要求限定的精神与范围之内可对其进行许多修改、变化或等效，但是它们都将落入本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种运算装置的自我检测方法，其特征在于，包括有下列步骤：

启动一运算装置，该运算装置具有多个电子元件，每一个电子元件可产生关于电压位阶状态的一第一状态信号；

接收对应每一电子元件所具有的第一状态信号；以及

显示对应每一第一状态信号的一讯息。

2.如权利要求1所述的运算装置的自我检测方法，其特征在于，该运算装置为一服务器，该电子元件为电源供应器、电压转换元件、芯片、中央处理单元或者是存储器。

3.如权利要求1所述的运算装置的自我检测方法，其特征在于，在启动该运算装置之前更包括有下列步骤：

检查与该运算装置电性连接的一外部电源是否正常，如果正常则显示对应的一电源正常讯息；

检查该运算装置的一机板管理控制单元是否正常，如果正常则显示对应的一待机讯息；以及

在启动该运算装置时，清除该电源正常讯息以及该待机讯息。

4.如权利要求1所述的运算装置的自我检测方法，其特征在于，显示讯息的方式为根据启动程序所需的电压检测流程，依序显示对应每一第一状态信号的讯息。

5.如权利要求1所述的运算装置的自我检测方法，其特征在于，更包括有下列步骤：

清除该讯息；

经由一总线接收对应一地址端口的一第二状态信号，该第二状态信号关于每一电子元件的启动状态；

解码该第二状态信号以得到一状态讯息；以及

显示该状态讯息。

6.如权利要求5所述的运算装置的自我检测方法，其中该地址端口为Port80h地址端口，该总线为一低端子数总线。

7.一种运算装置的自我检测系统，其特征在于，包括：

一运算装置，其具有多个电子元件，每一个电子元件于该运算装置启动过程中，产生关于电压位阶状态的一第一状态信号；

一控制单元，其与该多个电子元件电性连接以接收该第一状态信号，该控制单元更根据该第一状态信号产生对应的显示信号；以及

一显示单元，其与该控制单元电性连接以根据该显示信号产生对应的讯息。

8.如权利要求7所述的运算装置的自我检测系统，其特征在于，该控制单元为一可程序逻辑元件，该可程序逻辑元件为一复杂型可程序逻辑元件。

9.如权利要求7所述的运算装置的自我检测系统，其特征在于，该运算装置为一服务器，该电子元件为电源供应器、电压转换元件、芯片、机板管理控制单元、中央处理单元或者是存储器。

10.如权利要求7所述的运算装置的自我检测系统，其特征在于，该运算装置更于启动过程中，根据电子元件的启动状态，经由一总线发出对应一地址端口的一第二状态信号，其中该地址端口为Port 80h地址端口，该总线为一低端子数总线。

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