CN106598814A - 一种实现服务器系统过热保护的设计方法 - Google Patents

一种实现服务器系统过热保护的设计方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种实现服务器系统过热保护的设计方法,涉及通用服务器领域,具体方法如下:包括四大模块,温度监测实现模块、风扇控制模块、系统降频实现模块及系统关机实现模块;温度监测模块中包括BMC基板管理控制器,BMC基板管理控制器通过温度监测模块获取温度数据;BMC基板管理控制器获取数据后,通过风扇控制模块调整风扇转速;BMC基板管理控制器获取数据后,通过系统降频实现模块进行CPU降频;BMC基板管理控制器获取数据后,通过系统关机实现模块进行系统关机。本发明具备多路保障措施,单路出故障,另外一路仍然可以实现保护系统的目的。

Description

一种实现服务器系统过热保护的设计方法
技术领域
本发明涉及通用服务器领域,具体地说是一种实现服务器系统过热保护的设计方法。
背景技术
目前服务器CPU已经整体系统性能在不断提升,功耗越来越大,使CPU得温度不断攀升,这不但影响产品的性能的正常发挥,甚至由于故障率增加,影响电子系统的固有可靠性,因此系统的过热保护已成为当前硬件系统设计的热点问题。
而在Intel Purley平台的规划中,没有集成FPGA的最大功耗达到了165W,而集成FPGA的CPU最大功耗达到了255W,普通的双路服务器整机功耗直逼800W。这对系统散热是个挑战,同时也存在很大的安全隐患。如果不能有效的给系统散热,且没有保护的话,系统很容易死机。在严重的情况下,甚至可能出现塑胶件融化甚至起火的现象。
本发明提出的方法,可解决在系统温度整体监测及风扇全速情况下,仍无法有效地为CPU降温的保护的问题。
发明内容
本发明的技术任务是提供一种实现服务器系统过热保护的设计方法。
本发明的技术任务是按以下方式实现的,
一种实现服务器系统过热保护的设计方法,具体方法步骤如下:
S1、包括四大模块,温度监测实现模块、风扇控制模块、系统降频实现模块及系统关机实现模块;
S2、温度监测模块中包括BMC基板管理控制器,BMC基板管理控制器获取温度数据;
S3、BMC基板管理控制器获取数据后,通过风扇控制模块调整风扇转速;
S4、BMC基板管理控制器获取数据后,通过系统降频实现模块进行CPU降频;
S5、BMC基板管理控制器获取数据后,通过系统关机实现模块进行系统关机。
进一步的,优选的方法为,所述的温度检测模块的工作方法如下:
S1、PCH南桥内嵌ME模块通过PECI总线获取CPU温度信息;
S2、BMC基板管理控制器通过LPC总线从PCH南桥ME模块中获取CPU温度;
S3、在温度监控点设置温度传感器,以实现BMC基板管理控制器通过温度传感器监控温度监控点。
进一步的,优选的方法为,所述的BMC基板管理控制器的工作方法如下:
当获取的温度数据小于制定的降频温度点时,BMC基板管理控制器可以控制调整风扇的转速,从而实现为系统散热;
当获取的温度数据等于制定的降频温度点时,BMC基板管理控制器可以控制CPU降频,从而实现为系统散热;
当获取的温度数据等于制定的关机温度点时,BMC基板管理控制器可以控制系统关机,从而保护整个系统。
进一步的,优选的方法为,所述的系统降频实现模块的工作方法如下:
S1、当系统温度达到BMC基板管理控制器设定的降频温度点时,BMC通过GPIO通知CPLD复杂可编程逻辑器件;
S2、由CPLD复杂可编程逻辑器件将CPU的MEM_HOT_C{012/345}和PROCHOT_N拉低,从而实现降频的目的;
S3、CPU供电模块IC配置有VRHOT_N引脚,当系统功耗超过设定的功耗值,触发VRHOT_N这个信号;
S4、由CPLD复杂可编程逻辑器件将MEM_HOT_C{012/345}和PROCHOT_N拉低,实现降频的目的。
进一步的,优选的方法为,所述的系统关机实现模块,包括关机指令发出模块、关机指令搜集及执行模块和关机模块;
关机指令发出模块:设定一临界温度值,当CPU温度上升到这个温度点的时候,就会触发THRMTRIP_N信号;
关机指令搜集及执行模块:这个模块由CPLD和BMC构成,是两个单独的控制系统,冗余设计是确保系统可以关机,避免过热照成的不可预知后果;
当搜集到CPU发出的关机指令后,CPLD和BMC分别会触发THRMTIP_N给PCH;
关机模块:这个模块即PCH模块,当接收到THRMTRIP_N信号后,PCH会立即执行,将时序信号中的SLP_S3#/S4#/S5#信号拉低,从而实现系统关机。
一种服务器过热保护系统,包括温度监测实现模块、控制系统及输入输出系统,用于获取计算机系统温度的温度监测实现模块;用于传送过热信号至输入输出系统的的控制系统;所述的温度检测实现模块与控制系统相连;还包括用于执行过热保护动作的输入输出系统;
进一步的,优选的结构为,温度监测实现模块中包括基板管理控制器、PCH南桥内嵌ME模块和温度传感器。
进一步的,优选的结构为,所述的控制系统,包括GPIO通知CPLD复杂可编程逻辑器件、CPU供电模块IC。
进一步的,优选的结构为,所述的输入输出系统包括风扇。
进一步的,优选的结构为,所述的CPLD复杂可编程逻辑器件采用MAXⅡ系列的EPM570芯片。
本发明的一种实现服务器系统过热保护的设计方法和现有技术相比,有益效果如下:
1、系统BMC整体监测各部件温度,实时调控风扇转速;
2、具备多路保障措施,单路出故障,另外一路仍然可以实现保护系统的目的;
3、当系统过热时,先进行系统降频处理,降低CPU性能,从而达到降温的目的;
4、当CPU降频无效的情况下,如果仍然达到了CPU出厂设定的关机温度点时,由该方法中的CPLD或者BMC来给PCH下达关机指令,让系统直接关机;可以系统、有效地散热及过热保护,可防止系统温度持续升高带来的不良后果。
附图说明
附图1为温度监测模块示意图的结构示意图;
附图2为系统降频实现模块的结构示意图;
附图3为服务器板卡分布示意图。
具体实施方式
BMC(Baseboard Management Controller,基板管理控制器)Server管理芯片
CPLD:Complex Programmable Logic Device复杂可编程逻辑器件,CPLD是系统的核心部件;
PCH:Platform controller hub,及Intel传统意义上的南桥;
FPGA:(Field-Programmable Gate Array),即现场可编程门阵列;
PECI总线:PECI是Platform Environment Control Interface的英文缩写,即平台环境式控制接口;
温度Sensor:温度传感器;CPU:中央处理器;
ME:Intel管理引擎,集成在PCH中;FAN:风扇;GPIO:通用输入输出口;
VRHOT_N:电源转化芯片过热指示信号;VR:电源转换芯片;
MEM_HOT_C:内存过热指示信号;PROCHOT_N:CPU过热指示信号;
PROCHOT_N:系统关机信号,该信号触发后会强制系统关机;
LP_S3#/S4#/S5#:PCH发出的时序信号,用来控制系统进入不同状态。
实施例1:
本发明提出一种服务器系统过热保护的实现方法。
该服务器可以分为四大模块,包括:温度检测实现模块、系统降频实现模块、系统关机实现模块和风扇控制模块。其中,温度监测模块中包括BMC基板管理控制器,BMC基板管理控制器获取温度数据;BMC基板管理控制器获取数据后,通过风扇控制模块调整风扇转速;BMC基板管理控制器获取数据后,通过系统降频实现模块进行CPU降频;BMC基板管理控制器获取数据后,通过系统关机实现模块进行系统关机。
如附图1所示,为温度监测模块。
在温度监测模块中,BMC基板管理控制器是整个监测策略的核心。
PCH内嵌ME模块可以通过PECI总线获取CPU温度信息,BMC基板管理控制器通过LPC总线从PCH ME模块中获取各CPU温度;BMC基板管理控制器还可以外置的温度Sensor来监控各个设置温度监控点。
在BMC基板管理控制器获取这些数据以后,BMC基板管理控制器就可以其风扇控制模块来调整风扇转速,从而达到将各个温度监测点及CPU温度限制在可接受范围内的目的。
在BMC基板管理控制器内部需要建立如下一张表:
各温度点对应散热策略如下:
温度点 散热策略
小于降频温度点 调整风扇转速,为系统散热
降频温度点 CPU降频
关机温度点 系统关机
其中,当获取的温度数据小于制定的降频温度点时,BMC基板管理控制器可以控制调整风扇的转速,从而实现为系统散热;
当获取的温度数据等于制定的降频温度点时,BMC基板管理控制器可以控制CPU降频,从而实现为系统散热;
当获取的温度数据等于制定的关机温度点时,BMC基板管理控制器可以控制系统关机,从而保护整个系统。
所述的温度检测模块,包括两部分,PCH南桥内嵌ME模块通过PECI总线获取CPU温度信息;BMC基板管理控制器通过LPC总线从PCH南桥的ME模块中获取CPU温度,具体色实施方式为,在温度监控点设置温度传感器,以实现BMC基板管理控制器通过温度传感器监控温度监控点。
系统降频实现模块:
如附图2所示,为系统降频实现模块。当系统温度达到BMC基板管理控制器设定的降频温度点时,BMC基板管理控制器通过GPIO通用输入输出口通知CPLD复杂可编程逻辑器件,由CPLD复杂可编程逻辑器件将CPU的MEM_HOT_C{012/345}和PROCHOT_N拉低,从而实现降频的目的。
同时,CPU供电模块(VR)IC有VRHOT_N引脚,当系统功耗超过设定的功耗值以后触发VRHOT_N这个信号,同样将MEM_HOT_C{012/345}和PROCHOT_N拉低,实现降频的目的。
如附图3所示,为系统关机实现模块图。在该模块中,有如下3个部分构成:
关机指令发出模块:CPU,设定一临界温度值,当CPU温度上升到这个温度点的时候,就会触发THRMTRIP_N信号。
关机指令搜集及执行模块:
这个模块由CPLD和BMC构成,是两个单独的控制系统,冗余设计是确保系统可以关机,避免过热照成的不可预知后果;当搜集到CPU发出的关机指令后,CPLD和BMC分别会触发THRMTIP_N给PCH。
关机模块:这个模块即PCH模块,当接收到THRMTRIP_N信号后,PCH会立即执行,将时序信号中的SLP_S3#/S4#/S5#信号拉低,从而实现系统关机。
一种实现服务器系统过热保护的设计方法,具体方法步骤如下:
S1、包括四大模块,温度监测实现模块、风扇控制模块、系统降频实现模块及系统关机实现模块;
S2、温度监测模块中包括BMC基板管理控制器,BMC基板管理控制器获取温度数据;
S3、BMC基板管理控制器获取数据后,通过风扇控制模块调整风扇转速;
S4、BMC基板管理控制器获取数据后,通过系统降频实现模块进行CPU降频;
S5、BMC基板管理控制器获取数据后,通过系统关机实现模块进行系统关机。
温度检测模块的工作方法如下:
S1、PCH南桥内嵌ME模块通过PECI总线获取CPU温度信息;
S2、BMC基板管理控制器通过LPC总线从PCH南桥ME模块中获取CPU温度;
S3、在温度监控点设置温度传感器,以实现BMC基板管理控制器通过温度传感器监控温度监控点。
BMC基板管理控制器的工作方法如下:
当获取的温度数据小于制定的降频温度点时,BMC基板管理控制器可以控制调整风扇的转速,从而实现为系统散热;
当获取的温度数据等于制定的降频温度点时,BMC基板管理控制器可以控制CPU降频,从而实现为系统散热;
当获取的温度数据等于制定的关机温度点时,BMC基板管理控制器可以控制系统关机,从而保护整个系统。
系统降频实现模块的工作方法如下:
S1、当系统温度达到BMC基板管理控制器设定的降频温度点时,BMC通过GPIO通知CPLD复杂可编程逻辑器件;
S2、由CPLD复杂可编程逻辑器件将CPU的MEM_HOT_C{012/345}和PROCHOT_N拉低,从而实现降频的目的;
S3、CPU供电模块IC配置有VRHOT_N引脚,当系统功耗超过设定的功耗值,触发VRHOT_N这个信号;
S4、由CPLD复杂可编程逻辑器件将MEM_HOT_C{012/345}和PROCHOT_N拉低,实现降频的目的。
系统关机实现模块,包括关机指令发出模块、关机指令搜集及执行模块和关机模块;
关机指令发出模块:设定一临界温度值,当CPU温度上升到这个温度点的时候,就会触发THRMTRIP_N信号;
关机指令搜集及执行模块:这个模块由CPLD和BMC构成,是两个单独的控制系统,冗余设计是确保系统可以关机,避免过热照成的不可预知后果;
当搜集到CPU发出的关机指令后,CPLD和BMC分别会触发THRMTIP_N给PCH;
关机模块:这个模块即PCH模块,当接收到THRMTRIP_N信号后,PCH会立即执行,将时序信号中的SLP_S3#/S4#/S5#信号拉低,从而实现系统关机。
一种服务器过热保护系统,包括温度监测实现模块、控制系统及输入输出系统,用于获取计算机系统温度的温度监测实现模块;用于传送过热信号至输入输出系统的的控制系统;所述的温度检测实现模块与控制系统相连;还包括用于执行过热保护动作的输入输出系统;温度监测实现模块中包括基板管理控制器、PCH南桥内嵌ME模块和温度传感器。所述的控制系统,包括GPIO通知CPLD复杂可编程逻辑器件、CPU供电模块IC。所述的输入输出系统包括风扇。所述的CPLD复杂可编程逻辑器件采用MAXⅡ系列的EPM570芯片。
本发明提出一种服务器过热保护的实现方法,是系统BMC整体监测各部件温度,实时调控风扇转速;该方法具备多路保障措施,单路出故障,另外一路仍然可以实现保护系统的目的;当系统过热时,先进行系统降频处理,降低CPU性能,从而达到降温的目的;当CPU降频无效的情况下,如果仍然达到了CPU出厂设定的关机温度点时,由该方法中的CPLD或者BMC来给PCH下达关机指令,让系统直接关机;从而可以做到系统有效的散热及过热保护。
通过上面具体实施方式,所述技术领域的技术人员可容易的实现本发明。但是应当理解,本发明并不限于上述的几种具体实施方式。在公开的实施方式的基础上,所述技术领域的技术人员可任意组合不同的技术特征,从而实现不同的技术方案。

Claims (10)

1.一种实现服务器系统过热保护的设计方法,其特征在于,具体方法步骤如下:
S1、包括四大模块,温度监测实现模块、风扇控制模块、系统降频实现模块及系统关机实现模块;
S2、温度监测模块中包括BMC基板管理控制器,BMC基板管理控制器获取温度数据;
S3、BMC基板管理控制器获取数据后,通过风扇控制模块调整风扇转速;
S4、BMC基板管理控制器获取数据后,通过系统降频实现模块进行CPU降频;
S5、BMC基板管理控制器获取数据后,通过系统关机实现模块进行系统关机。
2.根据权利要求1所述的一种实现服务器系统过热保护的设计方法,其特征在于,所述的温度检测模块的工作方法如下:
S1、PCH南桥内嵌ME模块通过PECI总线获取CPU温度信息;
S2、BMC基板管理控制器通过LPC总线从PCH南桥ME模块中获取CPU温度;
S3、在温度监控点设置温度传感器,以实现BMC基板管理控制器通过温度传感器监控温度监控点。
3.根据权利要求1所述的一种实现服务器系统过热保护的设计方法,其特征在于,所述的BMC基板管理控制器的工作方法如下:
当获取的温度数据小于制定的降频温度点时,BMC基板管理控制器可以控制调整风扇的转速,从而实现为系统散热;
当获取的温度数据等于制定的降频温度点时,BMC基板管理控制器可以控制CPU降频,从而实现为系统散热;
当获取的温度数据等于制定的关机温度点时,BMC基板管理控制器可以控制系统关机,从而保护整个系统。
4.根据权利要求1所述的一种实现服务器系统过热保护的设计方法,其特征在于,所述的系统降频实现模块的工作方法如下:
S1、当系统温度达到BMC基板管理控制器设定的降频温度点时,BMC通过GPIO通知CPLD复杂可编程逻辑器件;
S2、由CPLD复杂可编程逻辑器件将CPU的MEM_HOT_C{012/345}和PROCHOT_N拉低,从而实现降频的目的;
S3、CPU供电模块IC配置有VRHOT_N引脚,当系统功耗超过设定的功耗值,触发VRHOT_N这个信号;
S4、由CPLD复杂可编程逻辑器件将MEM_HOT_C{012/345}和PROCHOT_N拉低,实现降频的目的。
5.根据权利要求1所述的一种实现服务器系统过热保护的设计方法,其特征在于,所述的系统关机实现模块,
包括关机指令发出模块、关机指令搜集及执行模块和关机模块;
关机指令发出模块:设定一临界温度值,当CPU温度上升到这个温度点的时候,就会触发THRMTRIP_N信号;
关机指令搜集及执行模块:这个模块由CPLD和BMC构成,是两个单独的控制系统,冗余设计是确保系统可以关机,避免过热照成的不可预知后果;
当搜集到CPU发出的关机指令后,CPLD和BMC分别会触发THRMTIP_N给PCH;
关机模块:这个模块即PCH模块,当接收到THRMTRIP_N信号后,PCH会立即执行,将时序信号中的SLP_S3#/S4#/S5#信号拉低,从而实现系统关机。
6.一种服务器的过热保护系统,其特征在于,包括温度监测实现模块、控制系统及输入输出系统,用于获取计算机系统温度的温度监测实现模块;用于传送过热信号至输入输出系统的的控制系统;所述的温度检测实现模块与控制系统相连;还包括用于执行过热保护动作的输入输出系统。
7.根据权利要求6所述的一种服务器的过热保护系统,其特征在于,温度监测实现模块中包括基板管理控制器、PCH南桥内嵌ME模块和温度传感器。
8.根据权利要求6所述的一种服务器的过热保护系统,其特征在于,所述的控制系统,包括GPIO通知CPLD复杂可编程逻辑器件、CPU供电模块IC。
9.根据权利要求6所述的一种服务器的过热保护系统,其特征在于,所述的输入输出系统包括风扇。
10.根据权利要求6所述的一种服务器的过热保护系统,其特征在于,所述的CPLD复杂可编程逻辑器件采用MAXⅡ系列的EPM570芯片。
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