CN107703352A - 一种基于Openpower平台的功耗监控方法及系统 - Google Patents

一种基于Openpower平台的功耗监控方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于Openpower平台的功耗监控方法及系统，包括：Max5977芯片获取PSU的目标电压值；APSS芯片从所述Max5977芯片读取所述目标电压值，并进行模数转换后发送至CPU；所述CPU根据目标电流值和模数转换后的目标电压值计算所述PSU的功耗值，并根据所述功耗值监控所述PSU的状态；其中，所述目标电流值为根据offset参数、GAIN参数和所述模数转换后的目标电压值确定的；可见，在本实施例中，能根据Max5977芯片获取的电压值计算PSU的功耗值，从而监控PSU的状态，从而实现了准确、实时的进行功耗监控，降低系统出问题的风险。

Description

一种基于Openpower平台的功耗监控方法及系统
技术领域
本发明涉及功耗监控技术领域，更具体地说，涉及一种基于Openpower平台的功耗监控方法及系统。
背景技术
当代国民经济迅猛发展无法回避的一个重要瓶颈是能源短缺，服务器厂商在推动技术高速发展的同时越来越注重功耗，环保节能已经成为共识。而且云时代的到来促使数据中心呈几何级增长，庞大的数据需要更多的硬件来处理和存储，能源成本往往是成为制约机房扩张的重要因素。数据中心的能源成本由多方面构成，大到机房整体散热，小到每一个计算节点。单节点的功耗可能占整个中心总消耗的比重不大，但数千节点的耗能不容忽视。
因此，如何能够实现准确、实时的进行功耗监控，降低系统出问题的风险，是本领域技术人员需要结局的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于Openpower平台的功耗监控方法及系统，以实现准确、实时的进行功耗监控，降低系统出问题的风险。
为实现上述目的，本发明实施例提供了如下技术方案：
一种基于Openpower平台的功耗监控方法，包括：
Max5977芯片获取PSU的目标电压值；
APSS芯片从所述Max5977芯片读取所述目标电压值，并进行模数转换后发送至CPU；
所述CPU根据目标电流值和模数转换后的目标电压值计算所述PSU的功耗值，并根据所述功耗值监控所述PSU的状态；其中，所述目标电流值为根据offset参数、GAIN参数和所述模数转换后的目标电压值确定的。
其中，所述Max5977芯片获取PSU的目标电压值之前，包括：
获取所述Max5977芯片的第一电压值；
获取所述Max5977芯片输出端csout的实测电压值，并根据所述第一电压值和所述实测电压值计算offset参数；
根据所述offset参数、所述第一电压值、检流电阻两端的电压差和检流电阻的阻值，计算GAIN参数，并将所述offset参数和所述GAIN参数存入xml配置文件。
其中，所述CPU计算所述PSU的功耗值之后，还包括：
BMC通过IPMI工具获取所述功耗值，并在WEB页面中显示。
其中，所述APSS芯片从所述Max5977芯片读取所述目标电压值，包括：
所述APSS芯片读取所述Max5977芯片的分压，并根据所述分压确定所述目标电压值。
其中，若所述CPU根据所述功耗值监控所述PSU的状态为故障，则增加其他PSU的输出功耗，并在预定时长内减少CPU和Centaur的功耗。
其中，若所述CPU根据所述功耗值监控所述PSU的状态为故障之后，还包括：
发出所述PSU的状态为故障的报警信息。
一种基于Openpower平台的功耗监控系统，包括：
Max5977芯片，用于获取PSU的目标电压值；
APSS芯片，用于从所述Max5977芯片读取所述目标电压值，并进行模数转换后发送至CPU；
所述CPU，用于根据目标电流值和模数转换后的目标电压值计算所述PSU的功耗值，并根据所述功耗值监控所述PSU的状态；其中，所述目标电流值为根据offset参数、GAIN参数和所述模数转换后的目标电压值确定的。
其中，还包括：
BMC，用于通过IPMI工具从所述CPU获取所述功耗值，并在WEB页面中显示。
其中，若所述CPU根据所述功耗值监控所述PSU的状态为故障，则增加其他PSU的输出功耗，并在预定时长内减少CPU和Centaur的功耗。
其中，所述CPU还包括：
报警信息提示单元，用于发出所述PSU的状态为故障的报警信息。
通过以上方案可知，本发明实施例提供的一种基于Openpower平台的功耗监控方法及系统，包括：Max5977芯片获取PSU的目标电压值；APSS芯片从所述Max5977芯片读取所述目标电压值，并进行模数转换后发送至CPU；所述CPU根据目标电流值和模数转换后的目标电压值计算所述PSU的功耗值，并根据所述功耗值监控所述PSU的状态；其中，所述目标电流值为根据offset参数、GAIN参数和所述模数转换后的目标电压值确定的；
可见，在本实施例中，能根据Max5977芯片获取的电压值计算PSU的功耗值，从而监控PSU的状态，从而实现了准确、实时的进行功耗监控，降低系统出问题的风险。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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的附图。
图1为本发明实施例公开的一种基于Openpower平台的功耗监控方法流程示意图；
图2为本发明实施例公开的一种基于Openpower平台的功耗监控系统结构示意图。
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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动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。
本发明实施例公开了一种基于Openpower平台的功耗监控方法及系统，以实现准确、实时的进行功耗监控，降低系统出问题的风险。
参见图1，本发明实施例提供的一种基于Openpower平台的功耗监控方法，包括：
S101、Max5977芯片获取PSU的目标电压值；
具体的，本实施例中的Max5977芯片可以为MAXIM的Max5977，为SoftStart芯片；APSS芯片为TI的TMS320F28035，即DSP芯片；CPU为IBM的Power CPU。并且，目前CPU无法参与整个监控流程，在本方案中CPU参与各个板卡以及重要芯片的功耗监控，主要由CPU上的运行控制中心OCC来实现这一功能，并且在PSU出故障时，OCC能够迅速做出调控，保证系统不宕机。
具体的，在实际设计中，BMC读取的功耗值与实际测量计算所得的值不匹配，BIOS通过在xml文件中设置offset和GAIN两个参数，可以调整功耗计算的精度，默认的参数无法正确反应功耗的大小。具体的，所述Max5977芯片获取PSU的目标电压值之前，包括：
获取所述Max5977芯片的第一电压值；
获取所述Max5977芯片输出端csout的实测电压值，并根据所述第一电压值和所述实测电压值计算offset参数；
根据所述offset参数、所述第一电压值、检流电阻两端的电压差和检流电阻的阻值，计算GAIN参数，并将所述offset参数和所述GAIN参数存入xml配置文件。
具体的，参见图2提供的系统框图，BMC通过IPMI command拿到APSS获得的电压值信息，并且格式为固定的，一共包括241个Bytes(0-240)；其中Byte15*n+1～Byte 15*(n+1)是channel n(0～15)的信息；每个channel的信息格式如表1：
表1
Byte1 Byte2-3 Byte4 Byte5 Byte6 Byte7 Byte8-11 Byte 12-15
Raw data Offset GAIN
其中，raw data数据即为获取的电压值信息，根据公式(1)及通过精密万用表测量到的csout电压进行对比，得到offset参数的值：
offset＝Csout-(Raw&0xfff)/2...............................................(1)
具体的，参见图2，Csout为softstart芯片的一个输出端，表示该路供电的功耗，只不过是个电流源，如若要测电压值则需要下拉电阻，让APSS可以读取一个电压值，但读取的值和OCC里面显示的会有一个偏差offset，所以需要多次测量把这个offset算出来。
根据上述计算测量到的offset参数的值、从APSS芯片获取的raw data数据、通过精密万用表测量到的Rsense两端的电压(Vin-Vsense)及公式(2)，计算出GAIN参数的值：
GAIN＝(Vin-Vsense)/Rsense*1000/((Raw&0xfff)/2+offset)......(2)
需要说明的是，由于每个机器有差别，offset参数和GAIN参数的数值需要测量多台机器取平均，在实际设计中，offset通过实际测量多组数据并且与IPMI工具读取所得的数据做比较，可以推论出所有的数据都有-10的偏移量。
计算出offset参数和GAIN参数后，将其存入Xml文件；Xml文件是IBM的openpower平台特定需要的一个配置文件，由IBM提供相关工具，根据整个系统的相关架构、配置信息等生成该配置文件，是Openpower平台的BIOS的一个基础版本。
S102、APSS芯片从所述Max5977芯片读取所述目标电压值，并进行模数转换后发送至CPU；
S103、所述CPU根据目标电流值和模数转换后的目标电压值计算所述PSU的功耗值，并根据所述功耗值监控所述PSU的状态；其中，所述目标电流值为根据offset参数、GAIN参数和所述模数转换后的目标电压值确定的。
具体的，在本实施例中确定offset参数和GAIN参数的值后，将这两个数值代入公式(2)，这时根据公式(2)可以求出(Vin-Vsense)/Rsense的值，此值即是本方案中的目标电流值，在根据获取的目标电压值计算功耗值。
其中，所述APSS芯片从所述Max5977芯片读取所述目标电压值，包括：
所述APSS芯片读取所述Max5977芯片的分压，并根据所述分压确定所述目标电压值。
具体的，板卡上所有的供电都是由12V通过softstart芯片来转换的，所以一旦GAIN和offset定下来，并且Rsense的值是固定的，我们就可以根据公式(2)得到电流值，功耗等于电流乘以电压，电压都是12V；但在本实施例中通过将电压12V分压，然后通过APSS读取，通过OCC去反推出是12V。这种设计可以满足不是12V来转换，其他电压也可以。
基于上述技术方案，所述CPU计算所述PSU的功耗值之后，还包括：
BMC通过IPMI工具获取所述功耗值，并在WEB页面中显示。
基于上述技术方案，若所述CPU根据所述功耗值监控所述PSU的状态为故障，则增加其他PSU的输出功耗，并在预定时长内减少CPU和Centaur的功耗。其中，若所述CPU根据所述功耗值监控所述PSU的状态为故障之后，还包括：发出所述PSU的状态为故障的报警信息。
具体的，每块独立的板卡或者重要的芯片，其供电电源芯片所需的输入电平首先经过Max5977，APSS芯片读取Max5977输出的电压值进行模数转换，通过SPI告知CPU的OCC，OCC内部通过一系列公式换算，可以获得该路供电的功耗，BMC通过IPMI工具获取功耗值后在WEB页面中显示。这时，若某一个PSU发生故障，OCC将在第一时间获取报错警告并且在10ms内将CPU和Centaur的功耗降到最低，此时剩余的PSU必须boost自己提高输出功耗，从而保证了系统的可靠性。
需要说明的是，Max5977芯片的本身参数gain(小写，区别于XML配置文件的大写GAIN)应该在2500左右，外围配置电路会影响到该值。为了确保最终功耗监控的准确性，这个值需要通过测量计算来验证符合要求。方法如下：利用万用表测量Csout处的电压值并除以下拉电阻Rcsout，可以获得Icsout的值，Icsout与电阻两端的压差(Vin-Vsense)之间有2500的比例关系，如下公式(3)所示：
gain*(Vin-Vsense)＝Csout/Rcsout＝Icsout...............................(3)。
Rsense电阻的选取也十分重要，根据Spec描述，当压差10mv到50mv之间，gain值比较稳定，如果在范围之外，就无法保证监控的准确性。根据设计的PowerBudget可以得到该路Softstart的最大功耗，就能够算出经过该精密电阻的最大电流，选取的阻值乘以最大电流不能超过50mv。
下面对本发明实施例提供的功耗监控系统进行介绍，下文描述的功耗监控系统与上文描述的功耗监控方法可以相互参照。
参见图2，本发明实施例提供的一种基于Openpower平台的功耗监控系统，包括：
Max5977芯片100，用于获取PSU的目标电压值；
APSS芯片200，用于从所述Max5977芯片读取所述目标电压值，并进行模数转换后发送至CPU；
所述CPU300，用于根据目标电流值和模数转换后的目标电压值计算所述PSU的功耗值，并根据所述功耗值监控所述PSU的状态；其中，所述目标电流值为根据offset参数、GAIN参数和所述模数转换后的目标电压值确定的。
基于上述技术方案，参见图2，还包括：
BMC400，用于通过IPMI工具从所述CPU获取所述功耗值，并在WEB页面中显示。
基于上述技术方案，若所述CPU根据所述功耗值监控所述PSU的状态为故障，则增加其他PSU的输出功耗，并在预定时长内减少CPU和Centaur的功耗。
基于上述技术方案，所述CPU还包括：
报警信息提示单元，用于发出所述PSU的状态为故障的报警信息。
本发明实施例提供的一种基于Openpower平台的功耗监控方法及系统，包括：Max5977芯片获取PSU的目标电压值；APSS芯片从所述Max5977芯片读取所述目标电压值，并进行模数转换后发送至CPU；所述CPU根据目标电流值和模数转换后的目标电压值计算所述PSU的功耗值，并根据所述功耗值监控所述PSU的状态；其中，所述目标电流值为根据offset参数、GAIN参数和所述模数转换后的目标电压值确定的；
可见，在本实施例中，能根据Max5977芯片获取的电压值计算PSU的功耗值，从而监控PSU的状态，从而实现了准确、实时的进行功耗监控，降低系统出问题的风险。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种基于Openpower平台的功耗监控方法，其特征在于，包括：
Max5977芯片获取PSU的目标电压值；
APSS芯片从所述Max5977芯片读取所述目标电压值，并进行模数转换后发送至CPU；
所述CPU根据目标电流值和模数转换后的目标电压值计算所述PSU的功耗值，并根据所述功耗值监控所述PSU的状态；其中，所述目标电流值为根据offset参数、GAIN参数和所述模数转换后的目标电压值确定的。
2.根据权利要求1所述的功耗监控方法，其特征在于，所述Max5977芯片获取PSU的目标电压值之前，包括：
获取所述Max5977芯片的第一电压值；
获取所述Max5977芯片输出端csout的实测电压值，并根据所述第一电压值和所述实测电压值计算offset参数；
根据所述offset参数、所述第一电压值、检流电阻两端的电压差和检流电阻的阻值，计算GAIN参数，并将所述offset参数和所述GAIN参数存入xml配置文件。
3.根据权利要求2所述的功耗监控方法，其特征在于，所述CPU计算所述PSU的功耗值之后，还包括：
BMC通过IPMI工具获取所述功耗值，并在WEB页面中显示。
4.根据权利要求1所述的功耗监控方法，其特征在于，所述APSS芯片从所述Max5977芯片读取所述目标电压值，包括：
所述APSS芯片读取所述Max5977芯片的分压，并根据所述分压确定所述目标电压值。
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的功耗监控方法，其特征在于，
若所述CPU根据所述功耗值监控所述PSU的状态为故障，则增加其他PSU的输出功耗，并在预定时长内减少CPU和Centaur的功耗。
6.根据权利要求5所述的功耗监控方法，其特征在于，若所述CPU根据所述功耗值监控所述PSU的状态为故障之后，还包括：
发出所述PSU的状态为故障的报警信息。
7.一种基于Openpower平台的功耗监控系统，其特征在于，包括：
Max5977芯片，用于获取PSU的目标电压值；
APSS芯片，用于从所述Max5977芯片读取所述目标电压值，并进行模数转换后发送至CPU；
所述CPU，用于根据目标电流值和模数转换后的目标电压值计算所述PSU的功耗值，并根据所述功耗值监控所述PSU的状态；其中，所述目标电流值为根据offset参数、GAIN参数和所述模数转换后的目标电压值确定的。
8.根据权利要求7所述的功耗监控系统，其特征在于，还包括：
BMC，用于通过IPMI工具从所述CPU获取所述功耗值，并在WEB页面中显示。
9.根据权利要求7或8所述的功耗监控系统，其特征在于，
若所述CPU根据所述功耗值监控所述PSU的状态为故障，则增加其他PSU的输出功耗，并在预定时长内减少CPU和Centaur的功耗。
10.根据权利要求9所述的功耗监控系统，其特征在于，所述CPU还包括：
报警信息提示单元，用于发出所述PSU的状态为故障的报警信息。
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