CN106896884A - Atca架构设备散热管理方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提出了ATCA架构设备散热管理方法，该方法包括：板卡上的智能平台管理控制器模块获取当前板卡的温度信息；所述板卡通过背板接口将所述温度信息发送给主控板卡；所述主控板卡将收集到的所有板卡温度信息进行汇总分析，以得到风扇转速控制指令；所述主控板卡通过智能平台管理总线将所述风扇转速控制指令发送给风扇板。本发明还提出了ATCA架构设备散热管理装置。本发明裁剪了ATCA架构设备中管理板，降低了整机软硬件开发成本。

Description

ATCA架构设备散热管理方法及装置

技术领域

本发明属于通信技术领域，具体涉及ATCA架构设备散热管理方法及装置。

背景技术

随着电信数据业务需求的空前加大，网络设备和计算设备在网络架构、业务灵活性、可扩展性以及业务稳定性等方面得到了广泛关注。ATCA架构的提出，很好的解决了业务灵活性、可扩展性以及业务稳定性等方面的需求。

ATCA架构不仅解决了电信数据传输速率瓶颈的问题，而且在设备系统稳定性、可靠性方面也有着明显的优势，主要表现在系统的散热能力。在ATCA的PICMG 3.x规范定义下，ATCA设备在外形设计上，确保了更大空间，同时提供了冗余风扇设计，以增强散热系统的功能。这些基础设计有效地确保了设备系统获得电信级的稳定性，不会因为散热不足或设备过热而导致设备功能失效。

现有的散热方式是通过ATCA机框中管理板调节风扇的转速，标准的机框管理板成本较高，且各个品牌存在差异，既会导致设备成本的增加，同时增加了开发的难度，影响产品的开发进度。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供了ATCA架构设备风扇管理方法及装置，利用主控板卡实现管理板调节风扇转速的功能，不仅减少了软硬件开发成本，而且能更好的适应设备的散热需求。

具体的，本发明提出了一种ATCA架构设备风扇管理方法，该方法包括：

板卡上的智能平台管理控制器模块获取当前板卡的温度信息。

所述板卡通过背板接口将所述温度信息发送给主控板卡。

所述主控板卡将收集到的所有板卡温度信息进行汇总分析，以得到风扇转速控制指令。

所述主控板卡通过智能平台管理总线将所述风扇转速控制指令发送给风扇板。

进一步地，所述“获取当前板卡的温度信息”具体包括：板卡上的智能平台管理控制器定时获取自身板卡的温度信息，并将所述温度信息保存至寄存器中，供板卡上的CPU定时查询使用。

进一步地，所述“板卡通过背板接口将所述温度信息发送给主控板卡”具体包括：板卡上的CPU定时查询寄存器获取温度信息，将所述温度信息通过背板base接口发送给主控板卡。

进一步地，所述风扇板收到风扇转速控制指令后产生相应的脉冲宽度调制信号，并利用所述脉冲宽度调制信号调节风扇的转速。

进一步地，还包括：所述智能平台管理控制器模块获取到当前板卡的温度信息时，并判断所述温度信息是否超过预设的告警温度；当温度超过所述告警温度时，所述板卡发送告警信息给主控板卡。

进一步地，还设置有备用主控板卡作为主用主控板卡的备份；当主用主控板卡发生故障后，由备用主控板卡接管相关工作。

进一步地，还包括：当所述风扇板接收到所述风扇转速控制指令调整风扇转速后的预设时间段内，暂停对风扇的转速进行再一次调整。

本发明还提出了一种ATCA架构设备风扇管理装置，该装置包括：

单板测温单元，用于各个板卡上的智能平台管理控制器模块获取当前板卡的温度信息。

数据传输单元，用于所述板卡通过背板接口将所述温度信息发送给主控板卡。

策略控制单元，用于所述主控板卡将收集到的所有板卡温度信息进行汇总分析，以得到风扇转速控制指令。

转速调节单元，用于所述主控板卡通过智能平台管理总线将所述风扇转速控制指令发送给风扇板。

进一步地，该装置还包括告警单元，用于所述智能平台管理控制器模块获取到当前板卡的温度信息时，判断所述温度信息是否超过预设的告警温度，当温度超过所述告警温度时，所述板卡发送告警信息给主控板卡。

进一步地，还包括延时单元，用于调整风扇转速后延时一段时间才执行下一次调速操作。

采用本发明的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下有益效果：

(1)设备硬件上裁剪了ATCA机箱管理板，降低了整机软硬件开发成本；

(2)主控板卡定时获取各业务槽位板卡的工作温度，根据实测温度调节风扇转速，能更好的适应设备的实际工作状态。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明一实施例提出的ATCA架构设备散热管理方法流程示意图；

图2为本发明另一实施例提出的ATCA架构设备散热管理方法流程示意图；

图3为本发明一实施例提出的ATCA架构设备散热管理装置结构示意图；

图4为本发明另一实施例提出的ATCA架构设备散热管理装置结构示意图。

主要元件符号说明：

100、单板测温单元；200、数据传输单元；300、策略控制单元；400、转速调节单元；500、延时单元；600、告警单元。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和出示的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明一实施例提出的ATCA架构设备散热管理方法，该方法包括如下步骤：

S101：板卡上的智能平台管理控制器模块获取当前板卡的温度信息。

设备上有多个槽位，每个槽位安装与所述槽位相对应的板卡，板卡包括业务板卡，主控板卡、电源板卡、风扇板卡和交换板卡等。业务板卡包括FE/GE线卡用于提供以太网业务，T1/E1线卡用于提供TDM业务。

每个板卡上都设置有一CPU(中央处理器)和一个智能平台管理控制器(Intelligent Platform Management Controller，简称IPMC)模块。所述智能平台管理控制器类似于简单的协处理器，用于协助所述CPU完成一些简单的功能。

在本实施例中所述智能平台管理控制器包括ARM(Advanced RISC Machines,先进的精简指令集微处理器)芯片和FPGA(Field-Programmable Gate Array,现场可编程门阵列)芯片。在实际使用中，ARM芯片和FPGA芯片最先上电工作，完成对整个板卡系统的初始化。像采集温度这种简单的工作交由智能平台管理控制器来完成，最大限度地降低CPU工作负荷，使CPU有更多的资源放在处理其他重要的业务上，这种设计思路也是符合目前模块化设计思路的。

ARM芯片用于采集温度信息，FPGA芯片用于存储采集到的温度信息，供板卡上的CPU轮训获取所述温度信息。

具体地，设备上电运行后，板卡IPMC模块中的ARM芯片通过读取板卡上的温度传感器芯片获得本板的工作温度，通过FSMC(Flexible Static Memory Controller，可变静态存储控制器)总线将温度值存储在FPGA寄存器中；后续板卡上的核心CPU通过并行总线从FPGA读取温度值,通过背板接口发送给主控板卡。

S102：所述板卡通过背板接口将所述温度信息发送给主控板卡。

ATCA架构设备较常见的是一种双星型拓扑结构，每个槽位的业务板卡均有两个10/100/1000BAST-T和两个10G Fabric接口分别与两个主控板卡槽位连接。其他各板卡包括：业务板卡，交换板卡等通过1G BASE接口将温度信息传递给主控板卡。

背板接口包括10/100/1000BAST-T和10G Fabric接口。

具体地，各板卡上的CPU通过轮训的方式访问本板上的FPGA寄存器获取温度，将获取的温度通过背板接口发送给主控板卡。

采样温度的频率要高于板卡上送温度至主控板卡的频率。

例如：采样温度的频率为0.5Hz，板卡发送温度给主控板卡的频率为0.2Hz，采样温度的频率要等于或高于板卡上送温度至主控板卡的频率可以保证每次上送主控板卡的温度信息都是更新过的。

S103：所述主控板卡将收集到的所有板卡温度信息进行汇总分析，以得到风扇转速控制指令。

由于每个板卡上报温度信息的时间是不统一的，汇总分析数据时，需要使用所有板卡的温度数据，因此，主控板卡上的智能平台管理控制器模块需要将所有搜集到的温度信息保存起来，所有板卡的实时温度信息保存在主控板卡的FPGA寄存器上，每个槽位的板卡温度放置在不同的寄存器地址空间。后续主控板卡做数据分析时直接调用。汇总分析所有板卡的温度信息由主控板卡的CPU来完成。

主控板卡收集到所有板卡的温度信息后，分析这些温度信息，得到一个基准温度值，该基准温度值可以是所有温度值中的最大值。在其他实施例中，该基准温度值也可以为所有温度值的众数。

根据得到的所述基准温度值，查表得到相应的风扇转速控制指令。

主控板卡的CPU预先将风扇调速档位分为若干个等级，根据不同的等级形成不同控制指令存储在主控板卡上，主控板卡根据基准温度值查表找到对应的控制字，将包含该控制字的风扇转速控制指令发送给风扇板。

例如：当基准温度值高于50摄氏度，对应的控制字表示设置风扇全速运行，当基准温度值高于45摄氏度且不高于50摄氏度，对应的控制字表示设置风扇以全速的80％运行。

S104：所述主控板卡通过智能平台管理总线将所述风扇转速控制指令发送给风扇板。

具体地，主控板卡CPU通过并行总线将控制字传递给IPMC模块，通过背板的IPMB总线发送指令到ATCA架构设备中的风扇板。

风扇板包括多个风扇与一个调速控制单元。所述风扇可以选择综合考虑风扇的供电方式、尺寸、散热能力、噪音以及寿命等性能参数，本发明实施例中优选PWM调速风扇，所谓PWM，即脉冲宽度调制，将其应用于风扇上，可实现风扇转速的精确控制。根据不同的温度，实时调节脉宽信号，风扇会有不同的转速与之对应，转速级别多，响应速度快。PWM风扇在待机时，保持在一个非常低的转速，降低了噪音；当CPU负载增加时，转速提高，达到较好的散热性能，实现了温度控制和风扇噪音之间的平衡，延长了风扇的使用寿命。

风扇模组调速后主控板卡不断监测各板卡的工作温度，继续发指令提高或者降低风扇转速，形成一个闭合的监控系统。

风扇板接收到所述风扇转速控制指令调整风扇转速后需要延时一段时间，才能继续调整风扇转速，防止温度波动，导致风扇转速一直处于变化调整中。

各个板卡上的IPMC模块通过温度传感器获取到温度后，首先判断所述温度是否达到预设的告警温度，当温度大于所述告警温度时，板卡会发出告警信息，所述告警信息包括指示灯与蜂鸣器。采集的温度大于告警温度时，板卡上的高温告警提示灯会闪络，同时板卡上的蜂鸣器会响起。同时板卡还会将告警信息发送给主控板卡，管理ATCA架构设备的远端网管就可以收到该板卡高温告警信息，工作人员不需要在设备现场就可以发现该告警信息。本发明实施例中，板卡工作温度最高不超过50摄氏度。

设备会提供备份机制，以确保每时每刻都能够监控所有板卡的温度，不至于主控板卡发生故障后，设备出现散热不畅的问题。备份机制通过设置两块主控板卡实现，一块主用主控板卡和一块备用主控板卡。正常工作时，主用主控板卡参与所有的工作，包括：接收各板卡的温度信息，给风扇板下发调速控制指令。备用主控板卡仅上电待命；当主用主控板卡突然发生故障，如：拔板掉电、自动重启等情形时，主控板卡发生主备倒换，由原来的备用主控板卡接管所有的工作，收集各板卡的温度信息，给风扇板下发调速控制指令，以确保系统工作稳定。

如图2所示，本发明另一实施例提出的ATCA架构设备散热管理方法，该方法包括如下步骤：

S201：板卡上的智能平台管理控制器模块获取当前板卡的温度信息。

S202：所述板卡通过背板base接口将所述温度信息发送给主控板卡。

S203：所述主控板卡根据收集到的温度值的最大值查表得到风扇转速控制指令。

S204：所述主控板卡通过智能平台管理总线将所述风扇转速控制指令发送给风扇板。

在风扇板进行了调速后，主控板卡还在不断监测各板卡的工作温度，继续发送指令来提高、降低或维持风扇转速，形成一个闭合的监控系统。

如图3所示，本发明一实施例提出的ATCA架构设备散热管理装置，该装置包括：

单板测温单元100，用于各个板卡上的智能平台管理控制器模块获取当前板卡的温度信息；

数据传输单元200，用于所述板卡通过背板接口将所述温度信息发送给主控板卡；

策略控制单元300，用于所述主控板卡将收集到的所有板卡温度信息汇总分析得到风扇转速控制指令；

转速调节单元400，用于所述主控板卡通过智能平台管理总线将所述风扇转速控制指令发送给风扇板。

如图4所示，本发明另一实施例提出的ATCA架构设备散热管理装置，该装置包括：

单板测温单元100，用于各个板卡上的智能平台管理控制器模块获取当前板卡的温度信息。

数据传输单元200，用于所述板卡通过背板接口将所述温度信息发送给主控板卡。

策略控制单元300，用于所述主控板卡将收集到的所有板卡温度信息汇总分析得到风扇转速控制指令。

转速调节单元400，用于所述主控板卡通过智能平台管理总线将所述风扇转速控制指令发送给风扇板。

延时单元500，用于调整风扇转速后延时一段时间才执行下一次调速操作。

告警单元600，用于所述智能平台管理控制器模块获取到当前板卡的温度信息时，判断所述温度信息是否超过预设的告警温度，当温度超过所述告警温度时，所述板卡发送告警信息给主控板卡。

本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施场景的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。

本领域技术人员可以理解实施场景中的装置中的模块可以按照实施场景描述进行分布于实施场景的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施场景的一个或多个装置中。上述实施场景的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。

上述本发明序号仅仅为了描述，不代表实施场景的优劣。以上公开的仅为本发明的几个具体实施场景，但是，本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种ATCA架构设备散热管理方法，其特征在于，所述方法包括：

板卡上的智能平台管理控制器模块获取当前板卡的温度信息；

所述板卡通过背板接口将所述温度信息发送给主控板卡；

所述主控板卡将收集到的所有板卡温度信息进行汇总分析，以得到风扇转速控制指令；

所述主控板卡通过智能平台管理总线将所述风扇转速控制指令发送给风扇板。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述“获取当前板卡的温度信息”具体包括：板卡上的智能平台管理控制器定时获取自身板卡的温度信息，并将所述温度信息保存至寄存器中，供板卡上的CPU定时查询使用。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述“板卡通过背板接口将所述温度信息发送给主控板卡”具体包括：板卡上的CPU定时查询寄存器获取温度信息，将所述温度信息通过背板base接口发送给主控板卡。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述风扇板收到风扇转速控制指令后产生相应的脉冲宽度调制信号，并利用所述脉冲宽度调制信号调节风扇的转速。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：所述智能平台管理控制器模块获取到当前板卡的温度信息时，并判断所述温度信息是否超过预设的告警温度；当温度超过所述告警温度时，所述板卡发送告警信息给主控板卡。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还设置有备用主控板卡作为主用主控板卡的备份；当主用主控板卡发生故障后，由备用主控板卡接管相关工作。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：当所述风扇板接收到所述风扇转速控制指令调整风扇转速后的预设时间段内，暂停对风扇的转速进行再一次调整。

8.一种ATCA架构设备散热管理装置，其特征在于，包括：

单板测温单元，用于各个板卡上的智能平台管理控制器模块获取当前板卡的温度信息；

数据传输单元，用于所述板卡通过背板接口将所述温度信息发送给主控板卡；

策略控制单元，用于所述主控板卡将收集到的所有板卡温度信息进行汇总分析，以得到风扇转速控制指令；

转速调节单元，用于所述主控板卡通过智能平台管理总线将所述风扇转速控制指令发送给风扇板。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，该装置还包括告警单元，用于所述智能平台管理控制器模块获取到当前板卡的温度信息时，判断所述温度信息是否超过预设的告警温度，当温度超过所述告警温度时，所述板卡发送告警信息给主控板卡。

10.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，还包括延时单元，用于调整风扇转速后延时一段时间才执行下一次调速操作。