CN109217663A - 一种存储系统微板电源补偿优化设计方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种存储系统微板电源补偿优化设计方法及系统，涉及服务器硬件技术领域。优化方法包括电源管理芯片向存储系统输出输出电压，并通过反馈线路进行反馈处理来稳定输出电压；存储系统通过逻辑单元经VIDSEL设置电源管理芯片的输出电压，同时电源管理芯片对VIDSEL的电平信号进行判断；若判断VIDSEL的电平信号均为低电平时，则启动补偿线路执行电压补偿处理来调整输出电压。本发明的存储系统微板电源补偿优化设计方法及系统，通过对电源管理芯片补偿线路进行调整优化，使得存储系统在低电压工作模式时产生符合规定要求的电压补偿，在系统运行过程中将电压稳定在合理的范围内，增加了环路稳定性，避免了系统宕机，确保了后端设备的正常运行。
Description
技术领域
本发明实施例涉及服务器硬件技术领域，具体涉及一种存储系统微板电源补偿优化设计方法及系统。
背景技术
在云计算时代，海量数据的存储传输需要大容量的存储载体平台，然而通常大容量的存储载体在存储服务系统运行过程中，电源会随存储单元工作状态的变化进行调整，以保证电源本身的恒定与完整，这就要求在电源设计和电源软启动或缓起(PI)的验证过程中考虑电源的完整性问题。传统的DC电源设计，为模拟实际负载对电源的影响，在PI验证内容中引入了动态响应的概念，并以此作为判断电源稳定性的依据，根据电源规范要求，动态响应必须符合后端设备的工作电压区间要求。
现有的高密服务器存储系统微板电源架构中，在存储系统微板各模块完成初始化动作，进入存储单元进行数据读写，根据读写状态对电源不同的电压需求，通常电源线路通过负反馈环路实现稳定的输出电压，并通过补偿线路进行输出电压的微调。微板存储系统电源设计对电源管理芯片的工作模式有多种要求，不同的工作模式对输出电压的要求也存在着差异，存储系统根据负载的不同通过逻辑单元经VIDSEL设置的输出电压通常如图1所示。
基于上述现有技术，当电源管理芯片切换至低电压(0.85V)工作模式时，随着负载电流的增大，输出电压极易产生超出要求下限的行为，即使负反馈环路将其拉回，但由于反馈滞后性及补偿线路对轻载下电压补偿不足，动态响应仍会出现超出规定要求(0.8017～0.8925V)的现象，从而引发系统宕机，导致后端设备重启的情况。现有技术中存储系统在低电压工作模式下测得的输出电压波形状态如图2所示。
发明内容
本发明实施例提供一种存储系统微板电源补偿优化设计方法及系统，通过对电源管理芯片补偿线路进行调整优化，有效稳定了输出电压，防止系统宕机，确保后端设备正常运行。
为了解决上述技术问题，本发明实施例公开了如下技术方案：
本发明第一方面提供了一种存储系统微板电源补偿优化设计方法，所述方法包括以下步骤：
首先电源管理芯片向存储系统输出输出电压，并通过反馈线路进行反馈处理来稳定输出电压；
然后存储系统通过逻辑单元经VIDSEL设置电源管理芯片的输出电压，同时电源管理芯片对VIDSEL的电平信号进行判断；
若判断VIDSEL的电平信号均为低电平时，则电源管理芯片启动补偿线路执行电压补偿处理来调整输出电压。
基于上述方案，本方法做如下优化：
所述电源管理芯片对VIDSEL的电平信号进行判断，若判断VIDSEL的电平信号至少一个为高电平时，电源管理芯片仍通过反馈线路进行反馈处理来稳定输出电压。
进一步的，所述补偿线路包括电阻R1、R2、R3和电容C1、C2、C3，电阻 R1与电容C1串联后与电阻R2并联形成第一支路，电阻R3与电容C3串联后与电容C2并联形成第二支路，第一支路与第二支路的一端连接，电源管理芯片的引脚RSO和COMP分别接第一支路、第二支路的另一端，电源管理芯片的引脚 FB接入第一支路、第二支路之间节点。
进一步的，所述第一支路中，电阻R1的阻值为10～1000Ω，电阻R2的阻值为1～20KΩ，电容C1的容值为50pF～0.1μF；所述第二支路中，电阻R3的阻值为 1～20KΩ，电容C2的容值为50pF～0.1μF，电容C3的容值为10nF～0.5μF。
优选的，如上所述的存储系统微板电源补偿优化设计方法，所述第一支路中，电阻R1的值为210Ω，电阻R2的值为6.5kΩ，电容C1的值为2200pF；所述第二支路中，电阻R3的值为5kΩ，电容C2的值为270pF，电容C3的值为15nF。
本发明第二方面提供了一种存储系统微板电源补偿优化设计系统，包括电源、电源管理芯片和存储系统，电源、存储系统分别与电源管理芯片的电压输入端、电压输出端连接，电源管理芯片与存储系统之间设置有反馈线路，电源管理芯片上连接有补偿线路，所述电源管理芯片向存储系统输出输出电压，并通过反馈线路进行反馈处理来稳定输出电压；所述存储系统通过逻辑单元经 VIDSEL设置电源管理芯片的输出电压，同时电源管理芯片对VIDSEL的电平信号进行判断，且当判断VIDSEL的电平信号均为低电平时，电源管理芯片启动补偿线路执行电压补偿处理来调整输出电压。
所述电源管理芯片对VIDSEL的电平信号进行判断，且当判断VIDSEL的电平信号至少一个为高电平时，则电源管理芯片仍通过反馈线路进行反馈处理来稳定输出电压。
进一步的，所述补偿线路包括电阻R1、R2、R3和电容C1、C2、C3，电阻 R1与电容C1串联后与电阻R2并联形成第一支路，电阻R3与电容C3串联后与电容C2并联形成第二支路，第一支路与第二支路的一端连接，电源管理芯片的引脚RSO和COMP分别接第一支路、第二支路的另一端，电源管理芯片的引脚 FB接入第一支路、第二支路之间节点。
进一步的，所述第一支路中，电阻R1的阻值为10～1000Ω，电阻R2的阻值为1～20KΩ，电容C1的容值为50pF～0.1μF；所述第二支路中，电阻R3的阻值为 1～20KΩ，电容C2的容值为50pF～0.1μF，电容C3的容值为10nF～0.5μF。
优选的，如上所述的存储系统微板电源补偿优化设计系统，所述第一支路中，电阻R1的值为210Ω，电阻R2的值为6.5kΩ，电容C1的值为2200pF；所述第二支路中，电阻R3的值为5kΩ，电容C2的值为270pF，电容C3的值为15nF。
本申请的实施例提供的技术方案包括以下有益效果：
本申请实施例提供的一种存储系统微板电源补偿优化设计方法，包括电源管理芯片向存储系统输出输出电压，并通过反馈线路进行反馈处理来稳定输出电压；存储系统通过逻辑单元经VIDSEL设置电源管理芯片的输出电压，同时电源管理芯片对VIDSEL的电平信号进行判断；若判断VIDSEL的电平信号均为低电平时，则启动补偿线路执行电压补偿处理来调整输出电压。本申请实施例的存储系统微板电源补偿优化设计方法，通过对电源管理芯片补偿线路进行调整优化，设置补偿线路中电阻电容的最佳匹配值，使得存储系统在低电压工作模式时产生符合规定要求的电压补偿，在系统运行过程中将电压稳定在合理的区间范围内。该方案一方面增加了环路稳定性，避免了系统宕机，确保后端设备正常运行；另一方面提高了产品可靠性，增加了产品竞争力。
本发明第二方面的一种存储系统微板电源补偿优化设计系统，能够实现第一方面的优化设计方法，并取得相同的效果。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。
图1为现有技术中存储系统根据负载的不同设置的不同输出电压值；
图2为现有技术中存储系统在低电压工作模式下的输出电压波形状态图；
图3为本申请实施例提供的一种存储系统微板电源补偿优化设计方法流程示意图；
图4为图3中存储系统微板电源补偿优化设计方法的补偿线路电路图；
图5为采用本实施例存储系统微板电源补偿优化设计方法后低电压工作模式下的输出电压波形状态图；
图6为本申请实施例提供的一种存储系统微板电源补偿优化设计系统结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
为方便对本发明内容及附图的理解，对本发明中涉及的英文缩写予以解释和说明。
PI：电源软起动或缓起，用于限制电源启动时的浪涌电流；
VIDSEL：Voltage Identification Definition Serial，电压识别认证串行线；
SPEC：Specification，规范、定义、要求；
Power Source：电源；
Power IC：电源管理芯片；
Storage System：存储系统；
RSO：Remote Sense Output，远程感应输出；
FB：Feedback，反馈。
图3为本申请实施例提供的一种存储系统微板电源补偿优化设计方法流程示意图；由图3可知，本实施例的存储系统微板电源补偿优化设计方法包括以下步骤：
S1、电源管理芯片向存储系统输出输出电压，并通过反馈线路进行反馈处理来稳定输出电压；
S2、存储系统通过逻辑单元经VIDSEL设置电源管理芯片的输出电压，同时电源管理芯片对VIDSEL的电平信号进行判断；
S3、若判断VIDSEL的电平信号均为低电平，即低压0.85V的工作模式时，则电源管理芯片启动补偿线路执行电压补偿处理来调整输出电压。
具体的，在所述步骤S1中，电源管理芯片向存储系统输出输出电压之前，还包括步骤：将电源与电源管理芯片的电压输入端连接给其供电，并触发电源管理芯片的使能信号端EN。所述步骤S2中，电源管理芯片对VIDSEL的电平信号进行判断，若判断VIDSEL的电平信号至少一个为高电平时，则电源管理芯片仍通过步骤S1中的反馈线路进行反馈处理来稳定输出电压。存储系统的默认工作电压为0.925V，即初始VIDSEL均为高电平状态。
如图4所示，所述步骤S3中，补偿线路包括电阻R1、R2、R3和电容C1、C2、C3，电阻R1与电容C1串联后与电阻R2并联形成第一支路，电阻R3与电容 C3串联后与电容C2并联形成第二支路，第一支路与第二支路的一端连接，电源管理芯片的引脚RSO和COMP分别接第一支路、第二支路的另一端，电源管理芯片的引脚FB接入第一支路、第二支路之间节点。所述第一支路中，电阻 R1的值为210Ω，电阻R2的值为6.5kΩ，电容C1的值为2200pF。所述第二支路中，电阻R3的值为5kΩ，电容C2的值为270pF，电容C3的值为15nF。
与现有技术中电源管理芯片的补偿线路相比，本实施例对补偿线路的电路架构进行了优化设计，增加了与RSO连接的第一支路，改变了与FB连接的电路结构，调整了补偿线路中的电阻阻值和电容容值，并在逻辑控制单元中增加了工作模式的判断，对该模式下的电压进行高补偿处理。本方法通过对补偿线路及逻辑调整进行优化，使得存储系统在低电压工作模式时，对输出电压产生符合规定要求的补偿，实现了在系统运行过程中，将电压稳定在规定的区间范围内，增加了环路稳定性。如图5所示为采用本实施例存储系统微板电源补偿优化设计方法后低电压工作模式下的输出电压波形状态图。
图6为本申请实施例提供的一种存储系统微板电源补偿优化设计系统，系统包括电源、电源管理芯片和存储系统，电源、存储系统分别与电源管理芯片的电压输入端、电压输出端连接，电源管理芯片与存储系统之间设置有反馈线路，电源管理芯片上连接有补偿线路。所述电源管理芯片向存储系统输出输出电压，并通过反馈线路进行反馈处理来稳定输出电压；所述存储系统通过逻辑单元经VIDSEL设置电源管理芯片的输出电压，同时电源管理芯片对VIDSEL 的电平信号进行判断，且当判断VIDSEL的电平信号均为低电平时，电源管理芯片启动补偿线路执行电压补偿处理来调整输出电压。
进一步的，所述电源管理芯片对VIDSEL的电平信号进行判断，且当判断 VIDSEL的电平信号至少一个为高电平时，电源管理芯片仍通过反馈线路进行反馈处理来稳定输出电压。
具体的，所示补偿线路包括电阻R1、R2、R3和电容C1、C2、C3，电阻 R1与电容C1串联后与电阻R2并联形成第一支路，电阻R3与电容C3串联后与电容C2并联形成第二支路，第一支路与第二支路的一端连接，电源管理芯片的引脚RSO和COMP分别接第一支路、第二支路的另一端，电源管理芯片的引脚 FB接入第一支路、第二支路之间节点。所述第一支路中，电阻R1的值为210 Ω，电阻R2的值为6.5kΩ，电容C1的值为2200pF。所述第二支路中，电阻R3 的值为5kΩ，电容C2的值为270pF，电容C3的值为15nF。
以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的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)
1.一种存储系统微板电源补偿优化设计方法，其特征在于，包括以下步骤：
首先电源管理芯片向存储系统输出输出电压，并通过反馈线路进行反馈处理来稳定输出电压；
然后存储系统通过逻辑单元经VIDSEL设置电源管理芯片的输出电压，同时电源管理芯片对VIDSEL的电平信号进行判断；
若判断VIDSEL的电平信号均为低电平时，则电源管理芯片启动补偿线路执行电压补偿处理来调整输出电压。
2.根据权利要求1所述的种存储系统微板电源补偿优化设计方法，其特征在于，所述电源管理芯片对VIDSEL的电平信号进行判断，若判断VIDSEL的电平信号至少一个为高电平时，则电源管理芯片仍通过反馈线路进行反馈处理来稳定输出电压。
3.根据权利要求1所述的一种存储系统微板电源补偿优化设计方法，其特征在于，所述补偿线路包括电阻R1、R2、R3和电容C1、C2、C3，电阻R1与电容C1串联后与电阻R2并联形成第一支路，电阻R3与电容C3串联后与电容C2并联形成第二支路，第一支路与第二支路的一端连接，电源管理芯片的引脚RSO和COMP分别接第一支路、第二支路的另一端，电源管理芯片的引脚FB接入第一支路、第二支路之间节点。
4.根据权利要求3所述的一种存储系统微板电源补偿优化设计方法，其特征在于，所述第一支路中，电阻R1的阻值为10～1000Ω，电阻R2的阻值为1～20KΩ，电容C1的容值为50pF～0.1μF；所述第二支路中，电阻R3的阻值为1～20KΩ，电容C2的容值为50pF～0.1μF，电容C3的容值为10nF～0.5μF。
5.根据权利要求4所述的一种存储系统微板电源补偿优化设计方法，其特征在于，所述第一支路中，电阻R1的阻值为210Ω，电阻R2的阻值为6.5kΩ，电容C1的容值为2200pF；所述第二支路中，电阻R3的阻值为5kΩ，电容C2的容值为270pF，电容C3的容值为15nF。
6.一种存储系统微板电源补偿优化设计系统，包括电源、电源管理芯片和存储系统，电源、存储系统分别与电源管理芯片的电压输入端、电压输出端连接，电源管理芯片与存储系统之间设置有反馈线路，电源管理芯片上连接有补偿线路，其特征在于，所述电源管理芯片向存储系统输出输出电压，并通过反馈线路进行反馈处理来稳定输出电压；所述存储系统通过逻辑单元经VIDSEL设置电源管理芯片的输出电压，同时电源管理芯片对VIDSEL的电平信号进行判断，且当判断VIDSEL的电平信号均为低电平时，电源管理芯片启动补偿线路执行电压补偿处理来调整输出电压。
7.根据权利要求6所述的一种存储系统微板电源补偿优化设计系统，其特征在于，所述电源管理芯片对VIDSEL的电平信号进行判断，且当判断VIDSEL的电平信号至少一个为高电平时，电源管理芯片仍通过反馈线路进行反馈处理来稳定输出电压。
8.根据权利要求6所述的一种存储系统微板电源补偿优化设计系统，其特征在于，所述补偿线路包括电阻R1、R2、R3和电容C1、C2、C3，电阻R1与电容C1串联后与电阻R2并联形成第一支路，电阻R3与电容C3串联后与电容C2并联形成第二支路，第一支路与第二支路的一端连接，电源管理芯片的引脚RSO和COMP分别接第一支路、第二支路的另一端，电源管理芯片的引脚FB接入第一支路、第二支路之间节点。
9.根据权利要求8所述的一种存储系统微板电源补偿优化设计系统，其特征在于，所述第一支路中，电阻R1的阻值为10～1000Ω，电阻R2的阻值为1～20KΩ，电容C1的容值为50pF～0.1μF；所述第二支路中，电阻R3的阻值为1～20KΩ，电容C2的容值为50pF～0.1μF，电容C3的容值为10nF～0.5μF。
10.根据权利要求9所述的一种存储系统微板电源补偿优化设计系统，其特征在于，所述第一支路中，电阻R1的阻值为210Ω，电阻R2的阻值为6.5kΩ，电容C1的容值为2200pF；所述第二支路中，电阻R3的阻值为5kΩ，电容C2的容值为270pF，电容C3的容值为15nF。
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| JIAN-MING HUANG ET AL.: "A Low Power DDFS Design with Error Compensation Using A Nonlinear Digital-to-Analog Converter", 《2007 INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON INTEGRATED CIRCUITS》, 28 January 2008 (2008-01-28), pages 564 - 567 * |
| 沈旭真等: "一种集成数字开关电源补偿器设计", 《机电工程》, vol. 28, no. 8, 31 August 2011 (2011-08-31), pages 996 - 999 * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114326520A (zh) * | 2021-12-31 | 2022-04-12 | 杭州长川科技股份有限公司 | 外部补偿方法、系统及计算机可读存储介质 |
| CN114326520B (zh) * | 2021-12-31 | 2024-05-10 | 杭州长川科技股份有限公司 | 外部补偿方法、系统及计算机可读存储介质 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN109217663B (zh) | 2024-06-18 |
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