CN109582106A - 一种用于服务器散热的卡式风扇板卡以及设计方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种用于服务器散热的卡式风扇板卡以及设计方法，包括：I/O扩展芯片、风扇控制器；所述I/O扩展芯片设置LED_ERROR_FANn信号引脚、LED_NORMAL_FANn信号引脚、FANn_PRST信号引脚，均连接至风扇，分别控制风扇的故障灯、工作灯以及风扇在位检测；所述风扇控制器通过FANn_PWM、FANn_TACH信号引脚连接至风扇，分别用于监测以及控制风扇的转速；所述I/O扩展芯片、风扇控制器均通过I2C BUS信号引脚经由金手指与BMC连接。本发明选用风扇控制器芯片NCT7362Y控制所有风扇的PWM以及TACH信号，能够时刻调节风扇的转速。同时，所有风扇的present以及LED指示等信号接到PCA9555 IO扩展芯片，保证BMC随时可以获取风扇的工作状态，保证系统的正常运行。风扇板卡支持热插拔，方便替换，易操作。
Description
技术领域
本发明涉及服务器散热技术领域，特别是一种用于服务器散热的卡式风扇板卡以及设计方法。
背景技术
在服务器整机的散热设计中，主要是依靠散热片以及风扇来控制系统的温度。在这个过程中，风扇将整机外部的冷空气吸入整机内部，让这些冷空气在内部流通，然后从出风口吹出，以此带走整机内部件的热量，给整机降温，保障整机能够发挥最大的性能。
传统的风扇板卡的设计，风扇的PWM信号以及TACH信号直接与BMC或者CPLD控制，由于风扇支持热插拔，插拔瞬间电流很大，而且风扇由于是P12V电源供电，噪音以及纹波很大，很容易对BMC或者CPLD造成干扰或者损坏。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于服务器散热的卡式风扇板卡以及设计方法，旨在解决现有技术中风扇的热插拔容易对BMC或CPLD造成损坏的问题，实现支持热插拔，保证系统的正常运行，方便替换，易操作。
为达到上述技术目的，本发明提供了一种用于服务器散热的卡式风扇板卡，所述板卡包括：
I/O扩展芯片、风扇控制器；
所述I/O扩展芯片设置LED_ERROR_FANn信号引脚、LED_NORMAL_FANn信号引脚、FANn_PRST信号引脚，均连接至风扇，分别控制风扇的故障灯、工作灯以及风扇在位检测；
所述风扇控制器通过FANn_PWM、FANn_TACH信号引脚连接至风扇，分别用于监测以及控制风扇的转速；
所述I/O扩展芯片、风扇控制器均通过I2C BUS信号引脚经由金手指与BMC连接。
优选地，所述I/O扩展芯片为PCA9555I/O扩展芯片。
优选地，所述风扇控制器为NCT7362Y芯片。
优选地，所述FANn_PWM、FANn_TACH以及FANn_PRST信号引脚都连接了一个双向静电保护二极管，并与大地相连。
优选地，所述风扇控制器发送中断信号至BMC，并接收来自BMC的复位信号。
本发明还提供了一种用于服务器散热的卡式风扇板卡设计方法，所述方法包括以下操作：
通过I/O扩展芯片接收风扇的FANn_PRST信号，对风扇进行在位检测；
通过I/O扩展芯片的LED_ERROR_FANn、LED_NORMAL_FANn信号控制风扇的故障灯以及工作灯的亮灭；
通过风扇控制器的FANn_PWM、FANn_TACH信号来控制风扇的转速。
优选地，所述I/O扩展芯片为PCA9555I/O扩展芯片。
优选地，所述风扇控制器为NCT7362Y芯片。
优选地，所述FANn_PWM、FANn_TACH以及FANn_PRST信号引脚都连接了一个双向静电保护二极管，并与大地相连。
优选地，所述方法还包括：
通过风扇控制器发送中断信号至BMC，并接收来自BMC的复位信号。
发明内容中提供的效果仅仅是实施例的效果，而不是发明所有的全部效果，上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果：
与现有技术相比，本发明通过设计一种直插卡式的风扇板卡，整个板卡的设计中选用核心风扇控制器芯片NCT7362Y控制所有风扇的PWM以及TACH信号，芯片NCT7362Y则通过I2C BUS直接与BMC相连进行通信，根据获取的服务器的温度状态，能够时刻调节风扇的转速。同时，所有风扇的present以及LED指示等信号接到PCA9555IO扩展芯片，该芯片通过I2C BUS与主板上的BMC相连，保证BMC随时可以获取风扇的工作状态，以便对风扇进行转速调节，点亮指示灯以及重启等操作，保证系统的正常运行。风扇板卡支持热插拔，通过金手指直接与其他板卡进行直插，方便替换，易操作。
附图说明
图1为本发明实施例中所提供的一种用于服务器散热的卡式风扇板卡结构示意图；
图2为本发明实施例中所提供的一种用于服务器散热的卡式风扇板卡设计方法流程图。
具体实施方式
为了能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本发明进行详细阐述。下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。应当注意，在附图中所图示的部件不一定按比例绘制。本发明省略了对公知组件和处理技术及工艺的描述以避免不必要地限制本发明。
下面结合附图对本发明实施例所提供的一种用于服务器散热的卡式风扇板卡以及设计方法进行详细说明。
如图1所示，本发明实施例公开了一种用于服务器散热的卡式风扇板卡，所述板卡包括：
I/O扩展芯片、风扇控制器；
所述I/O扩展芯片设置LED_ERROR_FANn信号引脚、LED_NORMAL_FANn信号引脚、FANn_PRST信号引脚，均连接至风扇，分别控制风扇的故障灯、常亮灯以及风扇在位检测；
所述风扇控制器通过FANn_PWM、FANn_TACH信号引脚连接至风扇，分别用于监测以及控制风扇的转速；
所述I/O扩展芯片、风扇控制器均通过I2C BUS信号引脚经由金手指与BMC连接。
在板卡上设置5个风扇连接器端子，定制风扇可以直接与连接器端子进行热插拔，每个风扇模块上自带两个LED灯，分别为红色和绿色，通过PCA9555I/O扩展芯片受BMC控制，风扇正常时点亮绿色LED，出现故障时点亮红色LED。BMC通过LED_ERROR_FANn信号控制风扇的红色故障灯的亮灭，通过LED_NORMAL_FANn信号控制风扇的绿色工作灯的亮灭。
同时，风扇具有在位检测信号FANn_PRST，该信号通过PCA9555I/O扩展芯片发送给BMC，用于检测风扇是否安装就位。
所述PCA9555I/O扩展芯片具有16个GPIO引脚，包括5个风扇的5组LED_ERROR_FANn信号引脚、LED_NORMAL_FANn信号引脚、FANn_PRST信号引脚以及1个I2C BUS信号引脚，主板上的BMC通过所述I2C BUS信号引脚来读取PCA9555I/O扩展芯片上的数据来直接获取控制风扇工作信息。
每个风扇的FANn_PWM、FANn_TACH以及FANn_PRST信号引脚都连接了一个双向静电保护二极管，并与大地相连，防止信号线因静电造成的损坏。同时，FANn_PRST信号用作风扇的P12V风扇电源efuse的开启信号，当插上风扇后，自动开启风扇的电源，可以有效避免风扇在热插拔过程中，瞬间电流过大导致板卡烧坏的风险。
风扇控制器选用NCT7362Y芯片，能够直接实时监测来自风扇的FANn_TACH信号，从而对风扇的转速进行监控。同时能够输出FANn_PWM信号控制调节风扇的转速，而且，当风扇转速低于系统预设值时，会生成报警信号发送给BMC。所述NCT7362Y芯片支持I2C BUS功能，BMC通过I2C BUS信号直接读取NCT7362Y芯片的寄存器状态，进而获取风扇的工作信息，风扇控制器NCT7362Y芯片具有中断复位功能，当风扇因为异常停止工作时，发送中断信号至BMC，BMC发送复位信号至控制器NCT7362Y芯片，从而直接对控制器进行复位重启，以保证风扇的正常运转。
板卡通过金手指与PDB上的连接器进行连接，整个风扇板卡所需要的P12V以及P3V3_STBY的电源都由一块PDB板直接通过风扇板卡的金手指进行供电。
本发明实施例通过设计一种直插卡式的风扇板卡，整个板卡的设计中选用核心风扇控制器芯片NCT7362Y控制所有风扇的PWM以及TACH信号，芯片NCT7362Y则通过I2C BUS直接与BMC相连进行通信，根据获取的服务器的温度状态，能够时刻调节风扇的转速。同时，所有风扇的present以及LED指示等信号接到PCA9555IO扩展芯片，该芯片通过I2C BUS与主板上的BMC相连，保证BMC随时可以获取风扇的工作状态，以便对风扇进行转速调节，点亮指示灯以及重启等操作，保证系统的正常运行。风扇板卡支持热插拔，通过金手指直接与其他板卡进行直插，方便替换，易操作。
如图2所示，本发明实施例还公开了一种用于服务器散热的卡式风扇板卡设计方法，所述方法包括以下操作：
通过I/O扩展芯片接收风扇的FANn_PRST信号，对风扇进行在位检测；
通过I/O扩展芯片的LED_ERROR_FANn、LED_NORMAL_FANn信号控制风扇的故障灯以及工作灯的亮灭；
通过风扇控制器的FANn_PWM、FANn_TACH信号来控制风扇的转速。
所述I/O扩展芯片为PCA9555I/O扩展芯片。所述PCA9555I/O扩展芯片具有16个GPIO引脚，包括5个风扇的5组LED_ERROR_FANn信号引脚、LED_NORMAL_FANn信号引脚、FANn_PRST信号引脚以及1个I2C BUS信号引脚，主板上的BMC通过所述I2C BUS信号引脚来读取PCA9555I/O扩展芯片上的数据来直接获取控制风扇工作信息。
所述风扇控制器为NCT7362Y芯片。NCT7362Y芯片，能够直接实时监测来自风扇的FANn_TACH信号，从而对风扇的转速进行监控。同时能够输出FANn_PWM信号控制调节风扇的转速，而且，当风扇转速低于系统预设值时，会生成报警信号发送给BMC。所述NCT7362Y芯片支持I2C BUS功能，BMC通过I2C BUS信号直接读取NCT7362Y芯片的寄存器状态，进而获取风扇的工作信息。
所述FANn_PWM、FANn_TACH以及FANn_PRST信号引脚都连接了一个双向静电保护二极管，并与大地相连，防止信号线因静电造成的损坏。
风扇控制器NCT7362Y芯片具有中断复位功能，当风扇因为异常停止工作时，发送中断信号至BMC，BMC发送复位信号至控制器NCT7362Y芯片，从而直接对控制器进行复位重启，以保证风扇的正常运转。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种用于服务器散热的卡式风扇板卡，其特征在于，所述板卡包括：
I/O扩展芯片、风扇控制器；
所述I/O扩展芯片设置LED_ERROR_FANn信号引脚、LED_NORMAL_FANn信号引脚、FANn_PRST信号引脚，均连接至风扇，分别控制风扇的故障灯、工作灯以及风扇在位检测；
所述风扇控制器通过FANn_PWM、FANn_TACH信号引脚连接至风扇，分别用于监测以及控制风扇的转速；
所述I/O扩展芯片、风扇控制器均通过I2C BUS信号引脚经由金手指与BMC连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于服务器散热的卡式风扇板卡，其特征在于，所述I/O扩展芯片为PCA9555I/O扩展芯片。
3.根据权利要求1所述的一种用于服务器散热的卡式风扇板卡，其特征在于，所述风扇控制器为NCT7362Y芯片。
4.根据权利要求1所述的一种用于服务器散热的卡式风扇板卡，其特征在于，所述FANn_PWM、FANn_TACH以及FANn_PRST信号引脚都连接了一个双向静电保护二极管，并与大地相连。
5.根据权利要求1-4任意一项所述的一种用于服务器散热的卡式风扇板卡，其特征在于，所述风扇控制器发送中断信号至BMC，并接收来自BMC的复位信号。
6.一种用于服务器散热的卡式风扇板卡设计方法，其特征在于，所述方法包括以下操作：
通过I/O扩展芯片接收风扇的FANn_PRST信号，对风扇进行在位检测；
通过I/O扩展芯片的LED_ERROR_FANn、LED_NORMAL_FANn信号控制风扇的故障灯以及工作灯的亮灭；
通过风扇控制器的FANn_PWM、FANn_TACH信号来控制风扇的转速。
7.根据权利要求6所述的一种用于服务器散热的卡式风扇板卡设计方法，其特征在于，所述I/O扩展芯片为PCA9555I/O扩展芯片。
8.根据权利要求6所述的一种用于服务器散热的卡式风扇板卡设计方法，其特征在于，所述风扇控制器为NCT7362Y芯片。
9.根据权利要求6所述的一种用于服务器散热的卡式风扇板卡设计方法，其特征在于，所述FANn_PWM、FANn_TACH以及FANn_PRST信号引脚都连接了一个双向静电保护二极管，并与大地相连。
10.根据权利要求6-9任意一项所述的一种用于服务器散热的卡式风扇板卡设计方法，其特征在于，所述方法还包括：
通过风扇控制器发送中断信号至BMC，并接收来自BMC的复位信号。
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Cited By (3)
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|---|---|---|---|---|
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| CN112905425A (zh) * | 2021-03-31 | 2021-06-04 | 国家广播电视总局监管中心 | 一种监控板卡 |
| CN113417882A (zh) * | 2021-06-29 | 2021-09-21 | 苏州浪潮智能科技有限公司 | 一种风扇在位侦测装置及方法 |
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2018
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| CN112905425A (zh) * | 2021-03-31 | 2021-06-04 | 国家广播电视总局监管中心 | 一种监控板卡 |
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