CN108762464A - 一种基于cpld监控备电的控制系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种基于CPLD监控备电的控制系统及方法，系统包括：CPLD模块、主机、电源模块PSU、电池备份模块BBU、AC电源以及存储单元；CPLD模块包括电源控制单元、BBU控制单元、电源检测单元以及AC电源故障检测单元；方法：PSU正常且AC电源正常时，等待开机命令；当主机的开机键按下时，准备开机；实时监控并控制各电源状态；PSU正常且AC电源正常时，正常开机，存储单元正常工作；AC电源故障时，启动BBU供电；BBU供电15s后，AC电源仍未恢复时，通知主机进行数据备份，备份完成，执行关机操作；BBU供电15s内，AC电源恢复供电时，BBU供电切换回PSU供电，存储单元正常工作。
Description
技术领域
本发明属于服务器电源领域，具体涉及一种基于CPLD监控备电的控制系统及方法。
背景技术
CPLD 是Complex Programmable Logic Device的简称，复杂可程序设计逻辑器件。
BBU 是Battery Backup Unit的简称，电池备份模块 。
PSU是Power Supply Unit的简称，电源模块。
近年来，在数据爆炸的现今服务器管理上，数据的重要性是目前设计上的一大重点，而目前存储系统的稳定性就相对重要，关系到数据是否丢失，从而确保各行各业的稳定发展。
目前服务器上的电源规划就是当供电系统出现问题或者其他异常状态时，若没有其他供电系统给予供电将会导致整个系统掉电，造成数据掉包。
此为现有技术的不足，因此，针对现有技术中的上述缺陷，提供一种基于CPLD监控备电的控制系统及方法，是非常有必要的。
发明内容
本发明的目的在于，针对上述存储系统供电异常时，导致数据掉包的缺陷，提供一种基于CPLD监控备电的控制系统及方法，以解决上述技术问题。
为实现上述目的，本发明给出以下技术方案：
一种基于CPLD监控备电的控制系统，包括CPLD模块，所述CPLD模块连接有主机、电源模块PSU以及电池备份模块BBU，电源模块PSU连接有存储模块，存储模块还与电池备份模块BBU和主机连接；
所述CPLD模块包括电源控制单元、BBU控制单元、电源检测单元以及AC电源故障检测单元；
电源控制单元与BBU控制单元、电源模块PSU、电池备份模块BBU以及主机连接；
BBU控制单元与电源检测单元、AC电源故障检测模块以及主机连接；
电源检测单元与电源模块PSU连接；
AC电源故障检测模块连接有AC电源，AC电源还与电源模块PSU连接；
电源检测单元，用于检测电源模块PSU是否正常，并提供给BBU控制单元；
AC电源故障检测单元，用于检测AC电源是否正常，并提供给BBU控制单元；
电源控制单元，用于控制存储模块的上电和下电，当收到开机信号时，控制存储模块上电，当收到关机信号时，控制存储模块下电；
BBU控制单元，用于根据电源检测单元检测的信息，以及，根据AC电源故障检测单元检测的信息，通过电源控制单元控制电池备份模块BBU备电，并在电源模块PSU掉电时，通过电源控制单元启动电池备份模块BBU快速反应供电。
进一步地，电源检测单元还连接有外设电源，外设电源还与AC电源连接；
电源检测单元，还用于检测外设电源是否正常，并提供给BBU控制单元。
进一步地，BBU控制单元包括预备开机状态存储子单元、启动开机状态存储子单元、CPLD开始监控并控制各电源状态存储子单元、正常开机状态存储子单元、BBU供电状态存储子单元以及数据备份状态存储子单元；
预备开机状态存储子单元，用于在电源模块PSU正常且AC电源正常时，等待开机命令，存储预备开机状态使能信号并提供给主机；
启动开机状态存储子单元，用于在预备开机状态使能信号下，当主机的开机键按下时，准备开机，存储启动开机状态使能信号并提供给主机；
监控并控制各电源状态存储子单元，用于在启动开机状态使能信号下，通知电源检测单元实时监控并控制各电源状态，存储监控并控制电源状态使能信号并提供给主机；
正常开机状态存储子单元，用于在监控并控制电源状态使能信号下，且电源模块PSU正常且AC电源正常时，正常开机，存储模块正常工作，存储正常开机状态使能信号并提供给主机；
BBU供电状态存储子单元，用于在正常开机状态使能信号下，AC电源故障时，通过电源控制单元启动电池备份模块BBU供电，存储BBU供电状态使能信号并提供给主机；
数据备份状态存储子单元，用于在BBU供电状态使能信号下，电池备份模块BBU供电15s后，AC电源仍未恢复时，通知主机进行数据备份，存储数据备份状态使能信号并提供给主机，备份完成，执行关机操作。
进一步地，正常开机状态存储子单元，还用于在BBU供电状态使能信号下，电池备份模块BBU供电15s内，AC电源恢复供电时，电池备份模块BBU供电切换回电源模块PSU供电，存储模块正常工作，存储正常开机状态使能信号并提供给主机。
进一步地，存储模块的数量与电池备份模块BBU以及电源模块PSU的数量相等，均为若干个。
本发明还给出如下技术方案：
一种CPLD监控备电的控制方法，包括如下步骤：
步骤1.电源检测单元检测到电源模块PSU正常，且AC电源检测单元检测到AC电源正常时，BBU控制单元等待开机命令，存储预备开机状态使能信号并提供给主机；
步骤2.在预备开机状态使能信号下，当主机的开机键按下时，BBU控制单元准备开机，存储启动开机状态使能信号并提供给主机；
步骤3.在启动开机状态使能信号下，BBU控制单元通知电源检测单元实时监控并控制各电源状态，存储监控并控制电源状态使能信号并提供给主机；
步骤4.在监控并控制电源状态使能信号下，且电源检测单元检测到电源模块PSU正常且AC电源检测单元检测到AC电源正常时，BBU控制单元控制正常开机，存储模块正常工作，存储正常开机状态使能信号并提供给主机；
步骤5.在正常开机状态使能信号下，AC电源检测单元检测到AC电源故障时，BBU控制单元通过电源控制单元启动电池备份模块BBU供电，存储BBU供电状态使能信号并提供给主机；
步骤6.在BBU供电状态使能信号下，电池备份模块BBU供电15s后，AC电源仍未恢复时，BBU控制单元通知主机进行数据备份，存储数据备份状态使能信号并提供给主机，备份完成，执行关机操作。
进一步地，在步骤6中，还包括：
在BBU供电状态使能信号下，电池备份模块BBU供电15s内，AC电源恢复供电时，BBU控制单元通过电源控制单元控制电池备份模块BBU供电切换回电源模块PSU供电，存储模块正常工作，存储正常开机状态使能信号并提供给主机。
进一步地，存储模块的数量与电池备份模块BBU以及电源模块PSU的数量相等，均为若干个。
本发明的有益效果在于：
本发明采用CPLD模块对电池备份模块BBU进行控制，可以在冷备的情况下，由电池备份模块BBU切换到电源模块PSU供电，有效的完成了系统备电，且通过CPLD模块可以通知上层主机知道当前系统的状态，同时，减小了电池备份模块BBU供电时的消耗，延长了电池备份模块BBU可持续供电的时间以及利用电池备份模块BBU充放电的周期，从而保证了系统的稳定性。
此外，本发明设计原理可靠，结构简单，具有非常广泛的应用前景。
由此可见，本发明与现有技术相比，具有突出的实质性特点和显著的进步，其实施的有益效果也是显而易见的。
附图说明
图1为本发明的系统连接示意图；
图2为本发明的实施例的系统连接示意图；
图3为本发明的方法流程图；
其中，1-CPLD模块；1.1-电源控制单元；1.2-BBU控制单元；1.2.1-预备开机状态存储子单元；1.2.2-启动开机状态存储子单元；1.2.3-监控并控制各电源状态存储子单元；1.2.4-正常开机状态存储子单元；1.2.5- BBU供电状态存储子单元；1.2.6-数据备份状态存储子单元；1.3-电源检测单元；1.4-AC电源故障检测模单元；2-主机；3-电源模块PSU；4-电池备份模块BBU；5-存储模块；6-AC电源；7-外设电源。
具体实施方式：
为使得本发明的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明具体实施例中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。
实施例1：
如图1所示，本发明提供一种基于CPLD监控备电的控制系统，包括CPLD模块1，所述CPLD模块 1连接有主机2、电源模块PSU 3以及电池备份模块BBU 4，电源模块PSU 3连接有存储模块5，存储模块5还与电池备份模块BBU 4和主机2连接；
所述CPLD模块 1包括电源控制单元1.1、BBU控制单元1.2、电源检测单元1.3以及AC电源故障检测单元1.4；
电源控制单元1.1与BBU控制单元1.2、电源模块PSU 3、电池备份模块BBU 4以及主机2连接；
BBU控制单元1.2与电源检测单元1.3、AC电源故障检测单元1.4以及主机2连接；
电源检测单元1.3与电源模块PSU 3连接；电源检测单元1.3还连接有外设电源7；
AC电源故障检测单元1.4连接有AC电源6，AC电源6还与电源模块PSU 3和外设电源7连接；
电源检测单元1.3，用于检测电源模块PSU 3是否正常，并提供给BBU控制单元1.2，还用于检测外设电源7是否正常，并提供给BBU控制单元1.2；
AC电源故障检测单元1.4，用于检测AC电源6是否正常，并提供给BBU控制单元1.2；
电源控制单元1.1，用于控制存储模块5的上电和下电，当收到开机信号时，控制存储模块5上电，当收到关机信号时，控制存储模块5下电；
BBU控制单元1.2，用于根据电源检测单元1.3检测的信息，以及，根据AC电源故障检测单元1.4检测的信息，通过电源控制单元1.1控制电池备份模块BBU 4备电，并在电源模块PSU 3掉电时，通过电源控制单元1.1启动电池备份模块BBU 4快速反应供电。
实施例2：
如图2所示，本发明提供一种基于CPLD监控备电的控制系统，它包括CPLD模块1，所述CPLD模块 1连接有主机2、第一电源模块PSU 3.1、第二电源模块PSU 3.2、第一电池备份模块BBU 4.1以及第二电池备份模块BBU 4.2，第一电源模块PSU 3.1连接有第一存储模块5.1，第二电源模块PSU 3.2连接有第二存储模块5.2，第一存储模块5.1还与第一电池备份模块BBU 4.1和主机2连接，第二存储模块5.2还与第二电池备份模块BBU 4.2和主机2连接；
所述CPLD模块 1包括电源控制单元1.1、BBU控制单元1.2、电源检测单元块1.3以及AC电源故障检测单元1.4；
电源控制单元1.1与BBU控制单元1.2、第一电源模块PSU 3.1、第二电源模块PSU 3.2、第一电池备份模块BBU 4.1、第二电池备份模块BBU 4.2以及主机2连接；
BBU控制单元1.2与电源检测单元1.3、AC电源故障检测单元1.4以及主机2连接；
电源检测单元1.3与第一电源模块PSU 3.1和第二电源模块3.2连接；电源检测单元1.3还连接有外设电源7；
AC电源故障检测单元1.4连接有AC电源6，AC电源6还与第一电源模块PSU 3.1、第二电源模块PSU 3.2和外设电源7连接；
电源检测单元1.3，用于检测第一电源模块PSU 3、第二电源模块PSU 3.2是否正常，并提供给BBU控制单元1.2，还用于检测外设电源7是否正常，并提供给BBU控制单元1.2；
AC电源故障检测单元1.4，用于检测AC电源6是否正常，并提供给BBU控制单元1.2；
电源控制单元1.1，用于控制第一存储模块5.1的上电和下电，控制第二存储模块5.2的上电和下电，当收到开机信号时，控制第一存储模块5.1和第二存储模块5.2上电，当收到关机信号时，控制第一存储模块5.1和第二存储模块5.2下电；
BBU控制单元1.2，用于根据电源检测单元1.3检测的信息，以及，根据AC电源故障检测单元1.4检测的信息，通过电源控制单元1.1控制第一电池备份模块BBU 4.1和第二电池备份模块BBU 4.2备电，并在第一电源模块PSU 3.1掉电时，通过电源控制单元1.1启动第一电池备份模块BBU 4.1快速反应供电，在第二电源模块PSU 3.2掉电时，通过电源控制单元1.1启动第二电池备份模块BBU 4.2快速反应供电；
BBU控制单元1.2包括预备开机状态存储子单元1.2.1、启动开机状态存储子单元1.2.2、监控并控制各电源状态存储子单元1.2.3、正常开机状态存储子单元1.2.4、BBU供电状态存储子单元1.2.5以及数据备份状态存储子单元1.2.6；
预备开机状态存储子单元1.2.1，用于在第一电源模块PSU 3.1正常、第二电源模块3.2正常且AC电源6正常时，等待开机命令，存储预备开机状态使能信号并提供给主机2；
启动开机状态存储子单元1.2.2，用于在预备开机状态使能信号下，当主机的开机键按下时，准备开机，存储启动开机状态使能信号并提供给主机2；
监控并控制各电源状态存储子单元1.2.3，用于在启动开机状态使能信号下，通知电源检测单元1.3实时监控并控制各电源状态，存储监控并控制电源状态使能信号并提供给主机2；
正常开机状态存储子单元1.2.4，用于在监控并控制电源状态使能信号下，且第一电源模块PSU 3.1正常、第二电源模块3.2正常，且AC电源6正常时，正常开机，第一存储模块5.1正常工作，第二存储模块5.2正常工作，存储正常开机状态使能信号并提供给主机；还用于在BBU供电状态使能信号下，第一电池备份模块BBU 4.1和第二电池备份模块BBU 4.2供电15s内，AC电源6恢复供电时，第一电池备份模块BBU 4.1供电切换回第一电源模块PSU 3.1供电，第二电池备份模块BBU 4.2供电切换回第二电源模块PSU 3.2供电，第一存储模块5.1和第二存储模块5.2正常工作，存储正常开机状态使能信号并提供给主机2；
BBU供电状态存储子单元1.2.5，用于在正常开机状态使能信号下，AC电源6故障时，通过电源控制单元1.1启动第一电池备份模块BBU 4.1和第二电池备份模块4.2供电，存储BBU供电状态使能信号并提供给主机2；
数据备份状态存储子单元1.2.6，用于在BBU供电状态使能信号下，第一电池备份模块BBU 4.1和第二电池备份模块BBU4.2供电15s后，AC电源6仍未恢复时，通知主机进行数据备份，存储数据备份状态使能信号并提供给主机2，备份完成，执行关机操作。
实施例3：
如图3所示，本发明还提供一种CPLD监控备电的控制方法，包括如下步骤：
步骤1.电源检测单元检测到电源模块PSU正常，且AC电源检测模块检测到AC电源正常时，BBU控制单元等待开机命令，存储预备开机状态使能信号并提供给主机；
步骤2.在预备开机状态使能信号下，当主机的开机键按下时，BBU控制单元准备开机，存储启动开机状态使能信号并提供给主机；
步骤3.在启动开机状态使能信号下，BBU控制单元通知电源检测单元实时监控并控制各电源状态，存储监控并控制电源状态使能信号并提供给主机；
步骤4.在监控并控制电源状态使能信号下，且电源检测单元检测到电源模块PSU正常且AC电源检测单元检测到AC电源正常时，BBU控制单元控制正常开机，存储模块正常工作，存储正常开机状态使能信号并提供给主机；
步骤5.在正常开机状态使能信号下，AC电源检测单元检测到AC电源故障时，BBU控制单元通过电源控制单元启动电池备份模块BBU供电，存储BBU供电状态使能信号并提供给主机；
步骤6.在BBU供电状态使能信号下，电池备份模块BBU供电15s后，AC电源仍未恢复时，BBU控制单元通知主机进行数据备份，存储数据备份状态使能信号并提供给主机，备份完成，执行关机操作；
在BBU供电状态使能信号下，电池备份模块BBU供电15s内，AC电源恢复供电时，BBU控制单元通过电源控制单元控制电池备份模块BBU供电切换回电源模块PSU供电，存储模块正常工作，存储正常开机状态使能信号并提供给主机；只有在电池备份模块BBU供电15s内，AC电源恢复供电的情形下，这段时间是电池备份模块BBU和电源模块PSU同时供电，当电源模块PSU，稳定之后再关闭电池备份模块BBU的电源。
本发明的实施例是说明性的，而非限定性的，上述实施例只是帮助理解本发明，因此本发明不限于具体实施方式中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本发明的技术方案得出的其他的具体实施方式，同样属于本发明保护的范围。
Claims (10)
1.一种基于CPLD监控备电的控制系统，其特征在于，包括CPLD模块（1），所述CPLD模块（1）连接有主机（2）、电源模块PSU（3）、电池备份模块BBU（4）以及AC电源（6），电源模块PSU（3）连接有存储模块（5），电源模块PSU（3）还与AC电源（6）连接，存储模块（5）还与电池备份模块BBU（4）和主机（2）连接。
2.如权利要求1所述的一种基于CPLD监控备电的控制系统，其特征在于，所述CPLD模块（1）包括电源控制单元（1.1）、BBU控制单元（1.2）、电源检测单元（1.3）以及AC电源故障检测单元（1.4）；
电源控制单元（1.1）与BBU控制单元（1.2）、电源模块PSU（3）、电池备份模块BBU（4）以及主机（2）连接；
BBU控制单元（1.2）与电源检测单元（1.3）、AC电源故障检测单元（1.4）以及主机（2）连接；
电源检测单元（1.3）与电源模块PSU（3）连接；
AC电源故障检测单元（1.4）与AC电源（6）连接。
3.如权利要求2所述的一种基于CPLD监控备电的控制系统，其特征在于，
电源检测单元（1.3），用于检测电源模块PSU（3）是否正常，并提供给BBU控制单元（1.2）；
AC电源故障检测单元（1.4），用于检测AC电源（6）是否正常，并提供给BBU控制单元（1.2）；
电源控制单元（1.1），用于控制存储模块（5）的上电和下电，当收到开机信号时，控制存储模块（5）上电，当收到关机信号时，控制存储模块（5）下电；
BBU控制单元（1.2），用于根据电源检测单元（1.3）检测的信息，以及，根据AC电源故障检测单元（1.4）检测的信息，通过电源控制单元（1.1）控制电池备份模块BBU（4）备电，并在电源模块PSU（3）掉电时，通过电源控制单元（1.1）启动电池备份模块BBU（4）快速反应供电。
4.如权利要求3所述的一种基于CPLD监控备电的控制系统，其特征在于，电源检测单元（1.3）还连接有外设电源（7），外设电源（7）还与AC电源（6）连接；
电源检测单元（1.3），还用于检测外设电源（7）是否正常，并提供给BBU控制单元（1.2）。
5.如权利要求4所述的一种基于CPLD监控备电的控制系统，其特征在于，BBU控制单元（1.2）包括预备开机状态存储子单元（1.2.1）、启动开机状态存储子单元（1.2.2）、监控并控制各电源状态存储子单元（1.2.3）、正常开机状态存储子单元（1.2.4）、BBU供电状态存储子单元（1.2.5）以及数据备份状态存储子单元（1.2.6）；
预备开机状态存储子单元（1.2.1），用于在电源模块PSU（3）正常且AC电源（6）正常时，等待开机命令，存储预备开机状态使能信号并提供给主机（2）；
启动开机状态存储子单元（1.2.2），用于在预备开机状态使能信号下，当主机的开机键按下时，准备开机，存储启动开机状态使能信号并提供给主机（2）；
监控并控制各电源状态存储子单元（1.2.3），用于在启动开机状态使能信号下，通知电源检测单元（1.3）实时监控并控制各电源状态，存储监控并控制电源状态使能信号并提供给主机（2）；
正常开机状态存储子单元（1.2.4），用于在监控并控制电源状态使能信号下，且电源模块PSU（3）正常且AC电源（6）正常时，正常开机，存储模块（5）正常工作，存储正常开机状态使能信号并提供给主机（2）；
BBU供电状态存储子单元（1.2.5），用于在正常开机状态使能信号下，AC电源（6）故障时，通过电源控制单元（1.1）启动电池备份模块BBU（4）供电，存储BBU供电状态使能信号并提供给主机（2）；
数据备份状态存储子单元（1.2.6），用于在BBU供电状态使能信号下，电池备份模块BBU（4）供电15s后，AC电源（6）仍未恢复时，通知主机进行数据备份，存储数据备份状态使能信号并提供给主机（2），备份完成，执行关机操作。
6.如权利要求5所述的一种基于CPLD监控备电的控制系统，其特征在于，正常开机状态存储子单元（1.2.4），还用于在BBU供电状态使能信号下，电池备份模块BBU（4）供电15s内，AC电源（6）恢复供电时，电池备份模块BBU（4）供电切换回电源模块PSU（3）供电，存储模块（5）正常工作，存储正常开机状态使能信号并提供给主机（2）。
7.如权利要求1所述的一种基于CPLD监控备电的控制系统，其特征在于，存储模块（5）的数量与电池备份模块BBU（4）以及电源模块PSU（3）的数量相等，均为若干个。
8.一种CPLD监控备电的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1.电源检测单元检测到电源模块PSU正常，且AC电源检测模块检测到AC电源正常时，BBU控制单元等待开机命令，存储预备开机状态使能信号并提供给主机；
步骤2.在预备开机状态使能信号下，当主机的开机键按下时，BBU控制单元准备开机，存储启动开机状态使能信号并提供给主机；
步骤3.在启动开机状态使能信号下，BBU控制单元通知电源检测单元实时监控并控制各电源状态，存储监控并控制电源状态使能信号并提供给主机；
步骤4.在监控并控制电源状态使能信号下，且电源检测单元检测到电源模块PSU正常且AC电源检测单元检测到AC电源正常时，BBU控制单元控制正常开机，存储模块正常工作，存储正常开机状态使能信号并提供给主机；
步骤5.在正常开机状态使能信号下，AC电源检测单元检测到AC电源故障时，BBU控制单元通过电源控制单元启动电池备份模块BBU供电，存储BBU供电状态使能信号并提供给主机；
步骤6.在BBU供电状态使能信号下，电池备份模块BBU供电15s后，AC电源仍未恢复时，BBU控制单元通知主机进行数据备份，存储数据备份状态使能信号并提供给主机，备份完成，执行关机操作。
9.如权利要求8所述的一种基于CPLD监控备电的控制方法，其特征在于，在步骤6中还包括:
在BBU供电状态使能信号下，电池备份模块BBU供电15s内，AC电源恢复供电时，BBU控制单元通过电源控制单元控制电池备份模块BBU供电切换回电源模块PSU供电，存储模块正常工作，存储正常开机状态使能信号并提供给主机。
10.如权利要求8所述的一种基于CPLD监控备电的控制方法，其特征在于，存储模块的数量与电池备份模块BBU以及电源模块PSU的数量相等，均为若干个。
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