CN104182017A - 一种服务器的智能散热控制系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

一种服务器的智能散热控制系统及控制方法，设置在龙芯服务器内，BMC芯片的信号输入端通过I2C多路切换器连接温度传感器，信号输出端分别连接看门狗和硬件监控器，硬件监控器的输出端通过切换开关芯片连接风扇，看门狗的输出端连接切换开关芯片的开关使能信号的输入端，BMC芯片的信号输入端还连接排针。方法有编写散热控制程序；设置每个排针的电平；BMC芯片检测排针的电平并调用相应的散热控制程序；看门狗输出低电平，BMC与风扇的控制信号输入端的通路；切换开关芯片输出高电平，所有的风扇变为全速运转；BMC芯片读取温度传感器测点的温度并调节风扇的转速。本发明能够智能地识别服务器机箱的类型，并自动地调用与此服务器相应的散热策略。

Description

一种服务器的智能散热控制系统及控制方法

技术领域

本发明涉及一种散热控制系统。特别是涉及一种能够智能地识别服务器机箱的类型，并自动地调用与此服务器相应的散热策略的服务器的智能散热控制系统及控制方法。

背景技术

一个优秀的服务器散热系统设计首先应该保证各个组件的最大热功耗需求，其次在此基础上能够最大限度的自适应的智能的降低风扇的转速从而达到节能降噪的目的。

目前大多数服务器散热系统基本都能实现自动测试服务器内部的温度状态智能时时的调节风扇转速。但大多数方案只是针对一种确定的服务器设计散热系统，而对于同一个主板安装在不同机箱内形成的不同类型的服务器的散热方案很少涉及。另一方面，从散热系统的可靠性角度来看，目前散热方案很少涉及一旦散热系统主控芯片损坏发生时的应对措施。

在服务器设计中，一个常见的方法是同一块主板放置在1U、2U、4U(1U＝1.75英寸＝44.45毫米)等不同高度的服务器机箱内中形成不同类型的服务器，以满足不同用户的需求。例如1U服务器节省空间但硬盘较少适用于对计算性能要求较高、空间紧张的用户，4U服务器可以有更多的硬盘适用于对存储要求较高的用户。对于这些服务器散热设计，目前常规的做法就是对每一款服务器设计一套单独的散热控制系统，互不共用。此种方法的缺点是，每一款服务器对应一个散热控制软件版本，给产品管理带来了困难，增加了物料管控的种类和难度，容易出错。

另一个方面，现在常用的散热控制方法都是基于散热控制主芯片能够正常工作的情况，没有考虑散热控制主芯片一旦失灵情况。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种能够智能地识别服务器机箱的类型，并自动地调用与此服务器相应的散热策略，保证服务器内的各个组件得到充分冷却而不至于死机或引起其他严重后果的服务器的智能散热控制系统及控制方法。

本发明所采用的技术方案是：一种龙芯服务器的智能散热控制系统，设置在龙芯服务器内，包括有BMC芯片和由BMC芯片控制的设置在龙芯服务器上用于给龙芯服务器散热的1个以上的风扇，所述的BMC芯片的信号输入端通过一个I2C多路切换器连接设置在龙芯服务器内的一个以上的温度传感器，所述的BMC芯片的信号输出端分别连接用于防止BMC芯片失控的看门狗和用于根据BMC芯片的控制信号对1个以上的风扇的运行状态进行监控的硬件监控器，所述的硬件监控器的输出端通过一个用于对风扇的电气信号线进行通断切换的切换开关芯片连接所述的1个以上的风扇，所述的看门狗的输出端连接切换开关芯片的开关使能信号的输入端，所述的BMC芯片的信号输入端还连接用于确定自身所在龙芯服务器的编号的排针。

所述的BMC芯片的信号输入端连接有多个排针，设置有相同BMC芯片的龙芯服务器类型可标识的最大数量取决于每一个BMC芯片的信号输入端所连接的排针的数量，当排针设置有n个时，能够标识设置有相同BMC芯片的龙芯服务器类型的最大数量是2ⁿ。

所述的排针包括有3个引脚端，其中，引脚PIN1通过一个上拉电阻连接到辅助电源，引脚PIN2连接BMC芯片的信号输入端，引脚PIN3接地。

所述的切换开关芯片输出的对风扇的调速信号经过一个上拉电阻连接辅助电源。

一种龙芯服务器的智能散热控制系统的控制方法，包括如下步骤：

1)在每一个BMC芯片中分别编写对应2ⁿ个编有ID号的龙芯服务器的2ⁿ个散热控制程序，其中n是所述的BMC芯片连接的排针的个数；

2)把编写好的2ⁿ个散热控制程序通过编译工具生成二进制烧录文件，烧录进BMC芯片(1)里；

3)根据不同龙芯服务器的ID号设置每个排针的电平，并标识BMC芯片所在龙芯服务器的ID号；

4)插入龙芯服务器的电源线缆，此时龙芯服务器的智能散热控制系统存在辅助电源，但龙芯服务器未开机，BMC芯片正常工作；

5)BMC芯片通过CHASIS_ID信号线检测标识有龙芯服务器ID号的排针的电平，得到自身所在龙芯服务器的ID号；

6)BMC芯片根据龙芯服务器的ID号调用相应的龙芯服务器中风扇的散热控制程序；

7)开机，使龙芯服务器的智能散热控制系统上电，龙芯服务器的智能散热控制系统正常工作，看门狗正常工作，BMC芯片不停地给看门狗发送脉冲；

8)判断看门狗是否因计数达到最大值发生溢出，如果溢出进入步骤9)，否则进入步骤13)；

9)看门狗溢出，看门狗输出低电平控制切换开关芯片断开BMC与风扇的控制信号输入端的通路；

10)由于切换开关芯片输出的调速信号线上拉到高电平，所有的风扇变为全速运转；

11)判断龙芯服务器是否关机，如果是否，则进入步骤10)，如果是则进入步骤12)；

12)系统检修；

13)BMC芯片通过I2C多路切换器读取各个温度传感器测点的温度；

14)BMC芯片根据步骤6)调用的散热控制程序，基于温度传感器所测的温度值调节风扇的转速，然后返回步骤8)。

步骤1)所述的2ⁿ个散热控制程序中每一个散热控制程序对应一个龙芯服务器的ID号，共有2ⁿ个ID号，通过ID号来调用相应的散热控制程序。

本发明的一种服务器的智能散热控制系统及控制方法，将同一块龙芯主板安装在不同的服务器机箱内形成不同系列的龙芯服务器产品。存储在这块龙芯主板BMC上的散热控制程序能够智能地识别服务器机箱的类型，并自动地调用与此服务器相应的散热策略，实现BMC对服务器有效的散热管理。当负责散热控制的主芯片BMC发生故障时，龙芯服务器能够自动切断BMC对风扇的控制，使风扇保持全速运转，以保证服务器内的各个组件得到充分冷却而不至于死机或引起其他严重后果。

附图说明

图1是本发明的一种服务器的智能散热控制系统的整体构成框图；

图2是本发明的一种服务器的智能散热控制系统的控制方法的流程图。

图中

1：BMC芯片               2：I2C多路切换器

3：温度传感器            4：排针

5：地                    6：上拉电阻

7：辅助电源              8：硬件监控器

9：看门狗                0：切换开关芯片

11：风扇

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明的一种服务器的智能散热控制系统及控制方法做出详细说明。

如图1所示，本发明的一种龙芯服务器的智能散热控制系统，设置在龙芯服务器内，包括有BMC芯片1和由BMC芯片1控制的设置在龙芯服务器上用于给龙芯服务器散热的1个以上的风扇11。所述的BMC芯片1的信号输入端采用一组I2C总线(标识为I2C总线1)连接一个I2C多路切换器2，并通过多路切换器2连接设置在龙芯服务器内的一个以上的温度传感器3。多个温度传感器3，布置在龙芯服务器的前端、中间、后端等需要检测温度的地方。温度传感器的个数根据龙芯服务器需要检测点的数量来合理的确定。BMC芯片1通过I2C总线控制I2C多路切换器切换到各个I2C总线分支上读取各个温度传感器的温度，存储在BMC芯片1的程序库中，为控制风扇的转速提供决策依据。

所述的BMC芯片1的信号输出端分别连接用于防止BMC芯片1失控的看门狗9和用于根据BMC芯片1的控制信号对1个以上的风扇11的运行状态进行监控的硬件监控器8，所述的硬件监控器8的输出端通过一个用于对风扇11的电气信号线进行通断切换的切换开关芯片10连接所述的1个以上的风扇11，所述的看门狗9的输出端连接切换开关芯片10的开关使能信号的输入端。所述的切换开关芯片10输出的对风扇11的调速信号线FAN_PWM1，…,FAN_PWMn各需要经过一个阻值为4.7K欧姆的上拉电阻6连接3.3V_AUX辅助电源7。

BMC芯片1采用另一组I2C总线(标识为I2C总线2)连接一个硬件监控芯片8，此硬件监控芯片用来对多个风扇进行监控，风扇的监控功能至少包括风扇调速功能、风扇测速功能。BMC芯片1所引出的风扇调速信号线(FAN_PWM1，…,FAN_PWMn)、风扇测速信号线(FAN_TACH1，…,FAN_TACHn)经过切换开关芯片10连接到各个风扇11上。各个风扇的调速信号线(FAN_PWM1，…,FAN_PWMn)分别各需要经过一个阻值为4.7K欧姆的上拉电阻6上拉到辅助电源3.3V_AUX辅助电源7。切换开关芯片10的开关使能信号(SWITCH_EN_N)由看门狗9的溢出使能信号(SWITCH_EN_N)进行控制，而看门狗的输入信号(FEED_DOG_PULSE)由BMC的一个GPIO脚来控制。假设所选择切换开关芯片10的开关使能信号在高电平下是‘连通’的状态，在低电平下是‘断开’状态。在正常工作状态下，看门狗9的溢出使能信号(SWITCH_EN_N)输出为高电平，切换开关芯片10默认状态是‘连通’状态。BMC通过I2C总线发送监控命令给硬件监控芯片，而硬件监控芯片翻译成相应的电气信号经过切换开关芯片对相应的风扇进行调速和测速。BMC通过一个GPIO脚不断给看门狗9的输入信号(FEED_DOG_PULSE)发送脉冲信号，使看门狗计时器不停地、周期性的清零而不会因计数达到最大值发生溢出触发事情，因而看门狗9的溢出使能信号(SWITCH_EN_N)一直为高电平，即保持切换开关芯片10状态是‘连通’状态。当BMC发生故障损坏，BMC不能如期的不间断的给看门狗输入脉冲信号时，看门狗因计数达到最大值发生溢出触发事情，使看门狗9的溢出使能信号(SWITCH_EN_N)变为低电平，把切换开关芯片10控制为‘断开’状态，也即剥夺已经失控的BMC对风扇不可预测的控制权力，此时因为调速信号线(FAN_PWM1，…,FAN_PWMn)上拉到高电平，所以所有的风扇变为全速运转，保证服务器有良好的冷却能力，保证了系统可靠的运行。

所述的BMC芯片1的信号输入端还连接用于确定自身所在龙芯服务器的编号的排针4，所述的BMC芯片1的信号输入端连接有多个排针4，设置有相同BMC芯片1的龙芯服务器类型可标识的最大数量取决于每一个BMC芯片1的信号输入端所连接的排针4的数量，当排针4设置有n个时，能够标识设置有相同BMC芯片1的龙芯服务器类型的最大数量是2ⁿ。所述的排针4包括有3个引脚端，其中，排针的第1个引脚PIN1通过一个阻值为4.7K(K是“千”)欧姆的上拉电阻6连接到辅助电源3.3V_AUX辅助电源7，第2个引脚PIN2连接BMC芯片1的信号输入端，第3个引脚PIN3接地，即下拉到地5，即下拉到零电平。通过多个标识龙芯服务器类型的排针4引出多个信号CHASIS_ID连接BMC芯片1的GPIO脚。利用这些排针对每个龙芯服务器识别信号CHASIS_ID设置为高电平或者低电平，从而为每个服务器进行统一编号，标识一个唯一的二进制ID号，于是BMC芯片可以根据ID号唯一区分和确定每一个服务器。BMC刚开始上电工作时，会自动检测标识服务器系统ID排针的电平状态，解码出服务器系统的ID号，从而调用相应的散热控制策略。

当跳帽安装在第1个引脚和第2个引脚时，会把所连的服务器ID识别信号拉为高电平，当跳帽安装在第2个引脚和第3个引脚时，会把服务器ID识别信号拉为低电平。利用这些排针对每个服务器识别信号设置为高电平或者低电平，从而为每个服务器进行统一编号，标识一个唯一的二进制ID号，于是BMC芯片可以根据ID号唯一区分和确定本身所在的服务器。

本发明的一种服务器的智能散热控制系统及控制方法，将从不同服务器间散热方案的自适应设计、散热系统主控芯片损坏时的应急措施两个角度进行设计。设计的散热控制系统采用一套软件代码能够智能应用在不同服务器上。本发明设计一种在散热系统主控芯片损坏时的应急措施，以增强散热系统的安全性和可靠性。

在本发明的实施例中：BMC芯片1可以采用ASPEED公司的型号为AST2400的芯片；

I2C多路切换器2可以采用PHILIPS公司的型号为PCA9545的切换器；温度传感器3可以采用On Semiconductor公司的型号为LM75D的传感器；排针4可以采用SAMTEC公司的型号为TSW-103-07-L-S的排针；上拉电阻6可以采用RALEC公司的型号为RTT024701FTH的电阻；硬件监控器8可以采用NUVOTON公司的型号为NCT7904D的监控器；看门狗9可以采用Maxim公司的MAX813L的芯片；切换开关芯片10可以采用On Semiconductor公司的型号为MC74LVXT4066DTR2的芯片；风扇11，如果装在2U服务器内，所采用的型号为AVC公司的2B08038B12MP038；4U服务器内为AVC公司的2B08038B12U；其他机型的话，风扇的型号可以灵活的调节。

本发明的一种龙芯服务器的智能散热控制系统的控制方法，包括如下步骤：

1)在每一个BMC芯片中分别编写对应2ⁿ个编有ID号的龙芯服务器的2ⁿ个散热控制程序，其中n是所述的BMC芯片连接的排针的个数，所述的2ⁿ个散热控制程序中每一个散热控制程序对应一个龙芯服务器的ID号，共有2ⁿ个ID号，通过ID号来调用相应的散热控制程序；

2)把编写好的2ⁿ个散热控制程序通过编译工具生成二进制烧录文件，烧录进BMC芯片(1)里；

3)根据不同龙芯服务器的ID号设置每个排针的电平，并标识BMC芯片所在龙芯服务器的ID号；

4)插入龙芯服务器的电源线缆，此时龙芯服务器的智能散热控制系统存在辅助电源但龙芯服务器未开机，BMC芯片正常工作；

5)BMC芯片通过CHASIS_ID信号线检测标识有龙芯服务器ID号的排针的电平，得到自身所在龙芯服务器的ID号；

6)BMC芯片根据龙芯服务器的ID号调用相应的龙芯服务器中风扇的散热控制程序；

7)开机，使龙芯服务器的智能散热控制系统上电，龙芯服务器的智能散热控制系统正常工作，看门狗正常工作，BMC芯片不停地给看门狗发送脉冲；

8)判断看门狗是否因计数达到最大值发生溢出，如果溢出进入步骤9)，否则进入步骤13)；

9)看门狗溢出，看门狗输出低电平控制切换开关芯片断开BMC与风扇的控制信号输入端的通路；

10)由于切换开关芯片输出的调速信号线FAN_PWM上拉到高电平，所有的风扇变为全速运转；

11)判断龙芯服务器是否关机，如果是否，则进入步骤10)，如果是则进入步骤12)；

12)系统检修；

13)BMC芯片通过I2C多路切换器读取各个温度传感器测点的温度；

14)BMC芯片根据步骤6)调用的散热控制程序，基于温度传感器所测的温度值调节风扇的转速，然后返回步骤8)。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (6)

1.一种龙芯服务器的智能散热控制系统，设置在龙芯服务器内，包括有BMC芯片(1)和由BMC芯片(1)控制的设置在龙芯服务器上用于给龙芯服务器散热的1个以上的风扇(11)，其特征在于，所述的BMC芯片(1)的信号输入端通过一个I2C多路切换器(2)连接设置在龙芯服务器内的一个以上的温度传感器(3)，所述的BMC芯片(1)的信号输出端分别连接用于防止BMC芯片(1)失控的看门狗(9)和用于根据BMC芯片(1)的控制信号对1个以上的风扇(11)的运行状态进行监控的硬件监控器(8)，所述的硬件监控器(8)的输出端通过一个用于对风扇(11)的电气信号线进行通断切换的切换开关芯片(10)连接所述的1个以上的风扇(11)，所述的看门狗(9)的输出端连接切换开关芯片(10)的开关使能信号的输入端，所述的BMC芯片(1)的信号输入端还连接用于确定自身所在龙芯服务器的编号的排针(4)。

2.根据权利要求1所述的一种龙芯服务器的智能散热控制系统，其特征在于，所述的BMC芯片(1)的信号输入端连接有多个排针(4)，设置有相同BMC芯片(1)的龙芯服务器类型可标识的最大数量取决于每一个BMC芯片(1)的信号输入端所连接的排针(4)的数量，当排针(4)设置有n个时，能够标识设置有相同BMC芯片(1)的龙芯服务器类型的最大数量是2ⁿ。

3.根据权利要求1或2所述的一种龙芯服务器的智能散热控制系统，其特征在于，所述的排针(4)包括有3个引脚端，其中，引脚PIN1通过一个上拉电阻(6)连接到辅助电源(7)，引脚PIN2连接BMC芯片(1)的信号输入端，引脚PIN3接地。

4.根据权利要求1所述的一种龙芯服务器的智能散热控制系统，其特征在于，所述的切换开关芯片(10)输出的对风扇(11)的调速信号经过一个上拉电阻(6)连接辅助电源(7)。

5.一种用于权利要求1所述的龙芯服务器的智能散热控制系统的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)在每一个BMC芯片中分别编写对应2ⁿ个编有ID号的龙芯服务器的2ⁿ个散热控制程序，其中n是所述的BMC芯片连接的排针的个数；

2)把编写好的2ⁿ个散热控制程序通过编译工具生成二进制烧录文件，烧录进BMC芯片(1)里；

3)根据不同龙芯服务器的ID号设置每个排针的电平，并标识BMC芯片所在龙芯服务器的ID号；

4)插入龙芯服务器的电源线缆，此时龙芯服务器的智能散热控制系统存在辅助电源，但龙芯服务器未开机，BMC芯片正常工作；

5)BMC芯片通过CHASIS_ID信号线检测标识有龙芯服务器ID号的排针的电平，得到自身所在龙芯服务器的ID号；

6)BMC芯片根据龙芯服务器的ID号调用相应的龙芯服务器中风扇的散热控制程序；

7)开机，使龙芯服务器的智能散热控制系统上电，龙芯服务器的智能散热控制系统正常工作，看门狗正常工作，BMC芯片不停地给看门狗发送脉冲；

8)判断看门狗是否因计数达到最大值发生溢出，如果溢出进入步骤9)，否则进入步骤13)；

9)看门狗溢出，看门狗输出低电平控制切换开关芯片断开BMC与风扇的控制信号输入端的通路；

10)由于切换开关芯片输出的调速信号线上拉到高电平，所有的风扇变为全速运转；

11)判断龙芯服务器是否关机，如果是否，则进入步骤10)，如果是则进入步骤12)；

12)系统检修；

13)BMC芯片通过I2C多路切换器读取各个温度传感器测点的温度；

14)BMC芯片根据步骤6)调用的散热控制程序，基于温度传感器所测的温度值调节风扇的转速，然后返回步骤8)。

6.根据权利要求5所述的龙芯服务器的智能散热控制系统的控制方法，其特征在于，步骤1)所述的2ⁿ个散热控制程序中每一个散热控制程序对应一个龙芯服务器的ID号，共有2ⁿ个ID号，通过ID号来调用相应的散热控制程序。