CN103807195A

CN103807195A - 风扇控制装置

Info

Publication number: CN103807195A
Application number: CN201210441281.5A
Authority: CN
Inventors: 管浩延; 王书彦
Original assignee: Inventec Pudong Technology Corp; Inventec Corp
Current assignee: Inventec Pudong Technology Corp; Inventec Corp
Priority date: 2012-11-07
Filing date: 2012-11-07
Publication date: 2014-05-21

Abstract

一种风扇控制装置，适于控制机柜的至少一风扇。此风扇控制装置包括信号调变单元、振荡单元、同步单元、状态保持单元、第一逻辑运算单元与至少一第二逻辑运算单元。信号调变单元提供调变信号。振荡单元提供振荡信号。同步单元对调变信号与振荡信号进行同步，以产生同步信号。状态保持单元依据振荡信号来保持同步信号的状态，以产生状态保持信号。第一逻辑运算单元对同步信号与状态保持信号进行第一逻辑运算，以产生逻辑信号。前述第二逻辑运算单元对调变信号与逻辑信号进行第二逻辑运算，以产生至少一风扇控制信号。

Description

风扇控制装置

技术领域

本发明涉及一种控制装置，特别是一种风扇控制装置。

背景技术

目前看门狗（Watch Dog）的功能的应用上，通常是用于微控制器（MicroController Unit,MCU）对微控制器之间，利用其内部的看门狗计时器（WatchDog Timer）或是由固件（Firmware,FW）自行定义。在这种情况下，会占用到额外更多的印刷电路板（Printed Circuit Board,PCB）空间造成空间配置不当，并且会造成整体成本的价格提升，不仅仅是零件成本，而且还须包括人力的软件（Software,SW）设计成本，以及后续的软件维护成本。

一般来说，配置有多台服务器的机柜（Rack）会配置有风扇控制板（FanControl Board,FCB）。由于机柜为了其散热效率起见，并不会在单一的服务器中配置风扇，而是将风扇配置于机柜上，并由机柜控制器（Rack ManagementController，简称RMC）透过风扇控制板对风扇进行控制。风扇控制板上会配置有一微控制器，其用以在机柜正常运作下，会发出固定频率的脉冲信号，以控制机柜内的风扇进行相应的运转，并且前述的脉冲信号会进一步显示在发光二极体（Light Emitting Diode,LED），以表示微控制器正常运作。

然而，当微控制器内配置的软件崩溃或是硬件发生问题时，微控制器所发出的信号可能全为高逻辑准位或是全为低逻辑准位。若是微控制器发出的信号全为高逻辑准位，可能使得风扇以最大转速转动，而机柜上的服务器不会产生过热的情况。但是，若是微控制器发出的信号全为低逻辑准位，可能使得风扇停止运转，而机柜上的服务器会发生过热的情况而造成元件损坏。如此，风扇控制板仍有改善的空间。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种风扇控制装置，以具有看门狗（Watch dog）功能，并可避免发生异常时造成风扇停止转动，使得机柜上的服务器因过热而造成损坏的情况发生。

为了实现上述目的，本发明提供了一种风扇控制装置，适于控制至少一风扇，其中，该风扇控制装置包括：

一信号调变单元，用以提供一调变信号；

一振荡单元，用以提供一振荡信号；

一同步单元，耦接该信号调变单元与该振荡单元，用以接收该调变信号与该振荡信号，并对该调变信号与该振荡信号进行同步，以产生一同步信号；

一状态保持单元，耦接该振荡单元与该同步单元，用以接收该振荡信号与该同步信号，并依据该振荡信号来保持该同步信号的状态，以产生一状态保持信号；

一第一逻辑运算单元，耦接该同步单元与该状态保持单元，用以接收该同步信号与该状态保持信号，并对该同步信号与该状态保持信号进行一第一逻辑运算，以产生一逻辑信号；以及

至少一第二逻辑运算单元，耦接该信号调变单元与该第一逻辑运算单元，用以接收该调变信号与该逻辑信号，并对该调变信号与该逻辑信号进行一第二逻辑运算，以产生至少一风扇控制信号。

上述的风扇控制装置，其中，该状态保持单元包括一D型正反器，该D型正反器的输入端接收该同步信号，该D型正反器的输出端产生该状态保持信号，该D型正反器的时脉输入端接收该振荡信号。

上述的风扇控制装置，其中，该第一逻辑运算单元包括一异或门，该异或门的第一输入端接收该同步信号，该异或门的第二输入端接收该状态保持信号，该异或门的输出端产生该逻辑信号。

上述的风扇控制装置，其中，该至少一第二逻辑运算单元包括一与非门，该与非门的第一输入端接收该调变信号，该与非门的第二输入端接收该逻辑信号，该与非门的输出端产生该风扇控制信号。

上述的风扇控制装置，其中，该调变信号的脉冲频率为该振荡信号的脉冲频率的偶数倍。

上述的风扇控制装置，其中，当该信号调变单元正常运作时，该信号调变单元所产生的该调变信号为一脉冲形式，使该至少一第二逻辑运算单元所产生的该至少一风扇控制信号为该脉冲形式，以控制该至少一风扇依据该调变信号的一时脉频率进行相应的运转。

上述的风扇控制装置，其中，当该信号调变单元反常运作时，该信号调变单元所产生的该调变信号为一高逻辑准为或一低逻辑准位，使该至少一第二逻辑运算单元所产生的该至少一风扇控制信号为该高逻辑准位或该低逻辑准位，以控制该至少一风扇依据该高逻辑准位或该低逻辑准位的该至少一风扇控制信号进行全速运转。

为了更好地实现上述目的，本发明还提供了一种风扇控制装置，适于控制至少一风扇，其中，该风扇控制装置包括：

一信号调变单元，用以提供一调变信号；

一振荡单元，用以提供一振荡信号；

一状态保持单元，耦接该振荡单元与该同步单元，用以接收该振荡信号与该同步信号，并依据该振荡信号来保持该同步信号的状态，以产生一状态保持信号；以及

一第一逻辑运算单元，耦接该同步单元与该状态保持单元，用以接收该同步信号与该状态保持信号，并对该同步信号与该状态保持信号进行一第一逻辑运算，以产生至少一风扇控制信号。

上述的风扇控制装置，其中，该第一逻辑运算单元包括一异或门，该异或门的第一输入端接收该同步信号，该异或门的第二输入端接收该状态保持信号，该异或门的输出端产生该至少一风扇控制信号。

上述的风扇控制装置，其中，当该信号调变单元反常运作时，该信号调变单元所产生的该调变信号为一高逻辑准位或一低逻辑准位，使该第一逻辑运算单元所产生的该至少一风扇控制信号为该高逻辑准位或该低逻辑准位，以控制该至少一风扇依据该高逻辑准位或该低逻辑准位的该至少一风扇控制信号进行全速运转。

本发明的技术效果在于：

本发明通过同步单元同步调变信号与振荡信号，产生对应的同步信号，并利用状态保持单元保持同步信号的状态，产生状态保持信号，再透过第一逻辑运算单元依据同步信号的当前状态与同步信号的前一状态的状态保持信号进行运算，以产生对应的逻辑信号，接着利用第二逻辑运算单元依据逻辑信号与调变信号，来产生对应的风扇控制信号，以控制风扇的运转，或是直接透过第一逻辑运算单元来产生对应的风扇控制，以控制风扇的运转。如以一来，风扇控制装置可具有看门狗的功能。另外，当信号调变单元不正常运作时，逻辑运算单元仍可产生高逻辑准位的风扇控制信号，使得风扇仍可持续运转并维持最大转速转动，以避免机柜上的服务器因过热而造成损坏的情况发生。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1为本发明的风扇控制装置的示意图；

图2为本发明的同步信号与振荡信号的对应关系的波形图；

图3为本发明的另一风扇控制装置的示意图。

其中，附图标记

100、300 风扇控制装置

110 信号调变单元

120 振荡单元

130 同步单元

131、133 上升缘

132 下降缘

140 状态保持单元

141 D型正反器

150、310 第一逻辑运算单元

151 异或门

160_1～160_N 第二逻辑运算单元

161 与非门

170_1～170_N 风扇

D 输入端 Q 输出端

CLK 时脉输入端 SP 调变信号

SO 振荡信号 SS 同步信号

SH 状态保持信号

具体实施方式

下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述：

请参考图1所示，其为本发明的风扇控制装置的示意图。本实施例的风扇控制装置100适于控制机柜（Rack）的风扇170_1～170_N，以对机柜上的服务器进行散热，其中N为大于0的正整数。风扇控制装置100包括信号调变单元110、振荡单元120、同步单元130、状态保持单元140、第一逻辑运算单元150与第二逻辑运算单元160_1～160_N。

信号调变单元110用以提供调变信号SP。在本实施例中，信号调变单元110例如包括于一微控制器（Micro Control Unit,MCU）中。并且，当信号调变单元110正常运作（即微控制器正常运作）时，信号调变单元110例如产生脉冲形式的调变信号SP，例如为脉宽调变（Pulse Width Modulation,PWM）信号。当信号调变单元110不正常运作（即微控制器发生异常情况）时，信号调变单元110例如产生皆为高逻辑准位或低逻辑准位的调变信号SP。

振荡单元120用以提供振荡信号SO，并且振荡单元120例如为晶体振荡器。同步单元130耦接信号调变单元110与振荡单元120，用以接收调变信号SP与振荡信号SO，并对调变信号SP与振荡信号SO进行同步，以产生同步信号SS。其中，调变信号SP与同步信号SS的信号波形相同。

本实施例的风扇控制装置100通过同步单元130将调变信号SP与振荡信号SO，使得同步单元130所产生的同步信号SS的上升缘131及下降缘132分别与振荡信号SO的上升缘133对齐，如图2所示，进而达到调变信号SP与振荡信号SO同步的作用。在本实施例中，调变信号SP的脉冲频率例如为振荡信号SO的时脉频率的两倍，亦如图2所示。但本发明不限于此，调变信号SP的脉冲频率亦可为振荡信号SO的时脉频率的偶数倍，例如四倍、六倍等，而信号同步的对应关系亦可由图2的实施例推知，故在此不再赘述。

前述同步单元130以同步信号SS的上升缘131及下降缘132分别与振荡信号SO的上升缘133对齐为例来说明，但本发明不限于此，同步单元130亦可将同步信号SS的上升缘131及下降缘132分别与振荡信号SO的下降缘对齐，亦可达到调变信号SP与振荡信号SO同步的作用。

状态保持单元140耦接同步单元130与振荡单元120，用以接收振荡信号SO与同步信号SS，并依据振荡信号SO来保持同步信号SS的状态，以产生状态保持信号SH。进一步来说，状态保持单元140可依据振荡信号SO而触发，使得状态保持单元140所产生的状态保持信号SH的逻辑准位与同步信号SS的逻辑准位相同。

也就是说，当状态保持单元140依据振荡信号SO而触发时，若同步信号SS为高逻辑准位，则状态保持信号SH也为高逻辑准位。当状态保持单元140依据振荡信号SO而触发时，若同步信号SS为低逻辑准位，则状态保持信号SH也为低逻辑准位。

在本实施例中，状态保持单元140包括D型正反器（Flip Flop）141。此D型正反器141具有输入端D、输出端Q与时脉输入端CLK，其中输入端D接收同步信号SS，输出端Q产生状态保持信号SH，时脉输入端CLK接收振荡信号SO。

在一实施例中，D型正反器141可为正缘触发。也就是说，当D型正反器141于其时脉输入端CLK所接收到的振荡信号SO由低逻辑准位转换至高逻辑准位（亦即由“0”转换至“1”）时，此振荡信号SO会触发D型正反器141动作，使得D型正反器141依据其输入端D所接收的同步信号SS的逻辑准位，而于其输出端Q输出相应逻辑准位的状态保持信号SH。

进一步来说，当同步信号SS的逻辑准位为高逻辑准位时，则状态保持信号SH的逻辑准位也为高逻辑准位。当同步信号SS的逻辑准位为低逻辑准位时，则状态保持信号SH的逻辑准位也为低逻辑准位。

在另一实施例中，D型正反器141可为负缘触发。也就是说，当D型正反器141于其时脉输入端CLK所接收到的振荡信号SO由高逻辑准位转换至低逻辑准位（亦即由“1”转换至“0”）时，此振荡信号SO会触发D型正反器141动作，使得D型正反器141依据其输入端D所接收的同步信号SS的逻辑准位，而于其输出端Q输出相应逻辑准位的状态保持信号SH。

第一逻辑运算单元150耦接同步单元130与状态保持单元140，用以接收同步信号SS与状态保持信号SH，并对同步信号SS与状态保持信号SH进行第一逻辑运算，以产生逻辑信号。在本实施例中，第一逻辑运算单元150包括异或门（XOR Gate）151。此异或门151具有第一输入端、第二输入端与输出端。其中，异或门151的第一输入端接收同步信号SS，且异或门151的第二输入端接收状态保持信号SH，而异或门151的输出端产生逻辑信号。

举例来说，当异或门151的第一输入端与第二输入端所接收的信号的逻辑准位相反时，则异或门151会于其输出端输出高逻辑准位的逻辑信号。当异或门151的第一输入端与第二输入端所接收的信号的逻辑准位相同时，则异或门151会于其输出端输出低逻辑准位的逻辑信号。

第二逻辑运算单元160_1～160_N耦接信号调变单元110与第一逻辑运算单元150，用以接收调变信号SP与逻辑信号，并对调变信号SP与逻辑信号进行第二逻辑运算，以产生风扇控制信号，进而控制风扇170_1～170_N进行相应的操作。在本实施例中，第二逻辑运算单元160_1～160_N的个数是对应于风扇170_1～170_N的个数，因此，使用者可视其需求，自行调整第二逻辑运算160_1～160_N单元的个数。

另外，第二逻辑运算单元160_1～160_N各自包括与非门（NAND Gate）161。此与非门161具有第一输入端、第二输入端与输出端。其中，与非门161的第一输入端接收调变信号SP，且与非门161的第二输入端接收逻辑信号，而与非门161的输出端产生风扇控制信号。

举例来说，当与非门161的第一输入端与第二输入端至少其一所接收的信号为高逻辑准位时，则与非门161会于其输出端输出低逻辑准位的逻辑信号。当与非门161的第一输入端与第二输入端所接收的信号皆为低逻辑准位相同时，则与非门161会于其输出端输出高逻辑准位的逻辑信号。

上述已说明本实施例的风扇控制装置100中各元件以及其配置关系。接下来，将进一步说明风扇控制装置100的操作流程。

首先，当机柜上的服务器开机后，信号调变单元110会开始运作，以产生调变信号SP，并且振荡单元120也开始操作，以产生振荡信号SO。另一方面，由于机柜上的服务器刚刚启动，因此异或门151例如产生低逻辑准位的逻辑信号，使得与非门161对应产生高逻辑准位的风扇控制信号，进而让风扇170_1～170_N以全速进行运作。

接着，同步单元130接收到调变信号SP与振荡信号SO，便对调变信号SP与振荡信号SO进行同步，以对应产生同步信号SS，亦即对同步信号SS的上升缘131及下降缘132与振荡信号SO的上升缘133进行对齐。

之后，D型正反器141会依据振荡信号SO的上升缘133而触发动作，以输出相应于同步信号SS的逻辑准位的状态保持信号SH。而状态保持信号SH例如为同步信号SS之前一状态的逻辑准位。

接着，异或门151会分别接收到同步信号SS当前的逻辑准位与对应同步信号SS之前一状态的逻辑准位的状态保持信号SH。当信号调变单元110正常运作（即微控制器正常运作）时，信号调变单元110会持续产生脉冲形式的调变信号SP，则异或门151的第一输入端所接收的同步信号SS与异或门151的第二输入端所接收的状态保持信号SH的逻辑准位相反，使得异或门151于输出端产生高逻辑准位的逻辑信号。

也就是说，当信号调变单元110正常运作（即微控制器正常运作）时，异或门151的第一输入端接收高逻辑准位的同步信号SS，则异或门151的第二输入端接收低逻辑准位的状态保持信号SH。

接着，由于与非门161的第一输入端所接收的逻辑信号皆为高逻辑准位，因此与非门161会依据其第二输入端所接收的调变信号SP的逻辑准位，而于与非门161的输出端输出对应逻辑准位的风扇控制信号。也就是说，风扇170_1～170_N会受控于调变信号SP而进行相应的运作，例如风扇170_1～170_N依据调变信号SP的频率而改变其转速。

另一方面，当信号调变单元110不正常运作（即微控制器发生异常）时，信号调变单元110例如持续产生高逻辑准位或低逻辑准位的调变信号SP，则异或门151的第一输入端与第二输入端所接收的同步信号SS与状态保持信号SH皆为相同逻辑准位，例如同为高逻辑准位或低逻辑准位，使得异或门151的输出端输出低逻辑准位的逻辑信号。

之后，当与非门161接收到低逻辑准位的逻辑信号时，则与非门161会据此而于其输出端产生高逻辑准位的逻辑信号，使得风扇170_1～170_N以全速运转。如此一来，风扇控制装置100具有看门狗（Watch Dog）的功能，且当信号调变单元110不正常运作（即微控制器发生异常）时，风扇170_1～170_N仍可持续运作且以最大转速转动，以避免机柜上的服务器因过热而造成损坏的情况发生。

请参考图3所示，其为本发明的另一风扇控制装置的示意图。本实施例的风扇控制装置300适于控制机柜（Rack）的风扇170_1～170_N，以对机柜上的服务器进行散热，其中N为大于0的正整数。其中，风扇控制装置300包括信号调变单元110、振荡单元120、同步单元130、状态保持单元140与第一逻辑运算单元310。

本实施例的风扇控制装置300与图1的风扇控制装置100的差异在于，风扇控制装置300省略了第二逻辑运算单元160_1～160_N，并且风扇控制装置300由第一逻辑运算单元310产生对应的风扇控制信号。也就是说，第一逻辑运算单元310对同步信号SS与状态保持信号SH进行第一逻辑运算，以产生对应的风扇控制信号给风扇170_1～170_N。其中，风扇控制信号的数量对应风扇170_1～170_N。

而本实施例的信号调变单元110、振荡单元120、同步单元130、状态保持单元140与第一逻辑运算单元310的耦接关系与其相关操作，可参考图1的信号调变单元110、振荡单元120、同步单元130、状态保持单元140与第一逻辑运算单元150的实施方式，以及图2同步信号与振荡信号的对应关系的说明，故在此不再赘述。并且，风扇控制装置300仍可达到与图1的风扇控制装置100的相同效果。

本发明的实施例的风扇控制装置，其通过同步单元同步调变信号与振荡信号，产生对应的同步信号，并利用状态保持单元保持同步信号的状态，产生状态保持信号，再透过第一逻辑运算单元依据同步信号的当前状态与同步信号的前一状态的状态保持信号进行运算，以产生对应的逻辑信号，接着利用第二逻辑运算单元依据逻辑信号与调变信号，来产生对应的风扇控制信号，以控制风扇的运转，或是直接透过第一逻辑运算单元来产生对应的风扇控制，以控制风扇的运转。如以一来，风扇控制装置可具有看门狗的功能。另外，当信号调变单元不正常运作（即微控制器发生异常）时，逻辑运算单元仍可产生高逻辑准位的风扇控制信号，使得风扇仍可持续运转并维持最大转速转动，以避免机柜上的服务器因过热而造成损坏的情况发生。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims

1.一种风扇控制装置，适于控制至少一风扇，其特征在于，该风扇控制装置包括：

一信号调变单元，用以提供一调变信号；

一振荡单元，用以提供一振荡信号；

2.如权利要求1所述的风扇控制装置，其特征在于，该状态保持单元包括一D型正反器，该D型正反器的输入端接收该同步信号，该D型正反器的输出端产生该状态保持信号，该D型正反器的时脉输入端接收该振荡信号。

3.如权利要求1所述的风扇控制装置，其特征在于，该第一逻辑运算单元包括一异或门，该异或门的第一输入端接收该同步信号，该异或门的第二输入端接收该状态保持信号，该异或门的输出端产生该逻辑信号。

4.如权利要求1所述的风扇控制装置，其特征在于，该至少一第二逻辑运算单元包括一与非门，该与非门的第一输入端接收该调变信号，该与非门的第二输入端接收该逻辑信号，该与非门的输出端产生该风扇控制信号。

5.如权利要求1所述的风扇控制装置，其特征在于，该调变信号的脉冲频率为该振荡信号的脉冲频率的偶数倍。

6.如权利要求1所述的风扇控制装置，其特征在于，当该信号调变单元正常运作时，该信号调变单元所产生的该调变信号为一脉冲形式，使该至少一第二逻辑运算单元所产生的该至少一风扇控制信号为该脉冲形式，以控制该至少一风扇依据该调变信号的一时脉频率进行相应的运转。

7.如权利要求1所述的风扇控制装置，其特征在于，当该信号调变单元反常运作时，该信号调变单元所产生的该调变信号为一高逻辑准为或一低逻辑准位，使该至少一第二逻辑运算单元所产生的该至少一风扇控制信号为该高逻辑准位或该低逻辑准位，以控制该至少一风扇依据该高逻辑准位或该低逻辑准位的该至少一风扇控制信号进行全速运转。

8.一种风扇控制装置，适于控制至少一风扇，其特征在于，该风扇控制装置包括：

一信号调变单元，用以提供一调变信号；

一振荡单元，用以提供一振荡信号；

9.如权利要求8所述的风扇控制装置，其特征在于，该第一逻辑运算单元包括一异或门，该异或门的第一输入端接收该同步信号，该异或门的第二输入端接收该状态保持信号，该异或门的输出端产生该至少一风扇控制信号。

10.如权利要求8所述的风扇控制装置，其特征在于，当该信号调变单元反常运作时，该信号调变单元所产生的该调变信号为一高逻辑准位或一低逻辑准位，使该第一逻辑运算单元所产生的该至少一风扇控制信号为该高逻辑准位或该低逻辑准位，以控制该至少一风扇依据该高逻辑准位或该低逻辑准位的该至少一风扇控制信号进行全速运转。