CN109656777B

CN109656777B - 一种风扇降噪调控方法、装置、终端及存储介质

Info

Publication number: CN109656777B
Application number: CN201811383748.9A
Authority: CN
Inventors: 姜良斌; 夏峰; 国林钊; 王雪
Original assignee: Chaoyue Technology Co Ltd
Current assignee: Chaoyue Technology Co Ltd
Priority date: 2018-11-20
Filing date: 2018-11-20
Publication date: 2022-12-09
Anticipated expiration: 2038-11-20
Also published as: CN109656777A

Abstract

本发明提供一种风扇降噪调控方法、装置、终端及存储介质，包括：获取关键芯片的使用可靠性和MTBF值；根据所述使用可靠性和MTBF值获取关键芯片最高允许温度；设置环境温度工况和所述环境温度工况对应的PWM值；将所述最高允许温度与所述环境温度工况进行匹配，获取所述关机芯片的匹配PWM值上限；将所述匹配PWM值上限下发风扇控制程序。本发明能够平衡使用寿命与热设计冗余度，从而实现风扇PWM调控与热负载精确匹配，使得风扇转速可控，噪声可控；该技术实施后，可降低散热系统功耗，提高PUE值，提高经济性。

Description

一种风扇降噪调控方法、装置、终端及存储介质

技术领域

本发明属于风冷散热技术领域，具体涉及一种风扇降噪调控方法、装置、终端及存储介质。

背景技术

风冷散热方式主要通过设置平滑的风扇，选用合适的风扇，配合精确设计的散热片，该散热方式由于工作稳定可靠，不需额外的冷却介质(成本较低)、散热效率较高，而在电子设备产品上得到广泛应用。

但该电子设备功耗较高或者使用环境温度较高时，如服务器类产品、高温环境产品，为满足散热需求，通常需要选用多个较高风压、风量的风扇，风扇转速较高，相互叠加导致产生较大噪声，影响设备使用者身心健康，且如果设备热设计存在较高的冗余时，会导致额外的功率损失，不利于节能，PUE值偏高，经济性不高。

因此对于风冷式产品，有必要采取合理策略进行降噪。通常采用必要的被动降噪措施，但该降噪方式降低程度有限，且通常会带来风阻的增加，影响散热。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种风扇降速调控方法、装置、终端及存储介质，以解决上述技术问题。

第一方面，本申请实施例提供一种风扇降速调控方法，所述方法包括：

获取关键芯片的使用可靠性和MTBF值；

根据所述使用可靠性和MTBF值获取关键芯片最高允许温度；

设置环境温度工况和所述环境温度工况对应的PWM值；

将所述最高允许温度与所述环境温度工况进行匹配，获取所述关机芯片的匹配PWM值上限；

将所述匹配PWM值上限下发风扇控制程序。

结合第一方面，在第一方面的第一种实施方式中，所述根据使用可靠性和MTBF值获取关键芯片最高允许温度包括：

根据关键芯片的使用可靠性和MTBF-芯片长期运行壳温关系曲线获取关键芯片的使用环境和最高允许温度的映射关系表；

根据所述关键芯片的使用环境从所述映射关系表中查找与所述使用环境对应的最高允许温度。

结合第一方面，在第一方面的第二种实施方式中，所述设置环境温度工况和所述环境温度工况对应的PWM值包括：

设置相邻环境温度工况的间隔温度为10℃；

根据环境温度工况的温度范围通过热分析计算获取所述环境温度工况的对应风量；

根据风量和PWM的关系曲线计算所述风量的对应PWM值。

结合第一方面，在第一方面的第三种实施方式中，所述将最高允许温度与所述环境温度工况进行匹配，获取所述关机芯片的匹配PWM值上限包括：

将温度范围包括所述最高允许温度的环境温度工况作为匹配环境温度工况；

获取所述匹配环境温度工况的最大PWM值；

根据所述最大PWM值全负载运行风扇测试机对PWM值进行调整获取全负载下与关键芯片最高允许温度精确匹配的PWM值；

将所述精确匹配的PWM值作为测试风扇机的匹配PWM值上限。

第二方面，本申请实施例提供一种风扇降噪调控装置，所述装置包括：

特征获取单元，配置用于获取关键芯片的使用可靠性和MTBF值；

温度限制单元，配置用于根据所述使用可靠性和MTBF值获取关键芯片最高允许温度；

工况设置单元，配置用于设置环境温度工况和所述环境温度工况对应的PWM值；

工况匹配单元，配置用于将所述最高允许温度与所述环境温度工况进行匹配，获取所述关机芯片的匹配PWM值上限；

调控执行单元，配置用于将所述匹配PWM值上限下发风扇控制程序。

结合第二方面，在第二方面的第一种实施方式中，所述温度限制单元包括：

映射获取模块，配置用于根据关键芯片的使用可靠性和MTBF-芯片长期运行壳温关系曲线获取关键芯片的使用环境和最高允许温度的映射关系表；

温度查找模块，配置有用于根据所述关键芯片的使用环境从所述映射关系表中查找与所述使用环境对应的最高允许温度。

结合第二方面，在第二方面的第二种实施方式中，所述工况设置单元包括：

温度设置模块，配置用于设置相邻环境温度工况的间隔温度为10℃；

风量计算模块，配置用于根据环境温度工况的温度范围通过热分析计算获取所述环境温度工况的对应风量；

PWM值计算模块，配置用于根据风量和PWM的关系曲线计算所述风量的对应PWM值。

结合第二方面，在第二方面的第三种实施方式中，所述工况匹配模块包括：

温度匹配模块，配置用于将温度范围包括所述最高允许温度的环境温度工况作为匹配环境温度工况；

PWM值采集模块，配置用于获取所述匹配环境温度工况的最大PWM值；

PWM值调整模块，配置用于根据所述最大PWM值全负载运行风扇测试机对PWM值进行调整获取全负载下与关键芯片最高允许温度精确匹配的PWM值；

上限设置模块，配置用于将所述精确匹配的PWM值作为测试风扇机的匹配PWM值上限。

第三方面，提供一种终端，包括：

处理器、存储器，其中，

该存储器用于存储计算机程序，

该处理器用于从存储器中调用并运行该计算机程序，使得终端终端执行上述的终端终端的方法。

第四方面，提供了一种计算机存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述各方面所述的方法。

第五方面，提供了一种包含指令的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述各方面所述的方法。

本发明的有益效果在于，

本发明提供的风扇降噪调控方法、装置、终端及存储介质，通过获取测试机的关键芯片的使用可靠性和MTBF值，由使用可靠性和MTBF值得到关键芯片的最高允许温度，再通过设置不同温度等级的环境温度工况和各环境温度工况对应的PWM值，将关键芯片最高允许温度与环境温度工况进行匹配，得到风扇的匹配PWM值上限，将匹配PWM值上限下发风扇控制程序，即可实现风扇降噪。本发明能够平衡使用寿命与热设计冗余度，从而实现风扇PWM调控与热负载精确匹配，使得风扇转速可控，噪声可控；该技术实施后，可降低散热系统功耗，提高PUE值，提高经济性。

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。

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，对于本领域普通技术人员而言，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是本申请一个实施例的方法的示意性流程图。

图2是本申请一个实施例的装置的示意性框图。

图3为本发明实施例提供的一种终端的结构示意图。

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。

下面对本申请中出现的关键术语进行解释。

图1是本申请一个实施例的方法的示意性流程图。其中，图1执行主体可以为一种风扇降噪调控装置。

如图1所示，该方法100包括：

步骤110，获取关键芯片的使用可靠性和MTBF值；

步骤120，根据所述使用可靠性和MTBF值获取关键芯片最高允许温度；

步骤130，设置环境温度工况和所述环境温度工况对应的PWM值；

步骤140，将所述最高允许温度与所述环境温度工况进行匹配，获取所述关机芯片的匹配PWM值上限；

步骤150，将所述匹配PWM值上限下发风扇控制程序。

可选地，作为本申请一个实施例，所述根据使用可靠性和MTBF值获取关键芯片最高允许温度包括：

可选地，作为本申请一个实施例，所述设置环境温度工况和所述环境温度工况对应的PWM值包括：

设置相邻环境温度工况的间隔温度为10℃；

根据风量和PWM的关系曲线计算所述风量的对应PWM值。

可选地，作为本申请一个实施例，所述将最高允许温度与所述环境温度工况进行匹配，获取所述关机芯片的匹配PWM值上限包括：

获取所述匹配环境温度工况的最大PWM值；

将所述精确匹配的PWM值作为测试风扇机的匹配PWM值上限。

为了便于对本发明的理解，下面以本发明风扇降噪调控方法的原理，结合实施例中对风扇进行降噪调控的过程，对本发明提供的风扇降噪调控方法做进一步的描述。

具体的，所述风扇降噪调控方法包括：

S1、获取关键芯片的使用可靠性和MTBF值。

据设备整机使用寿命要求或者平均故障间隔时间，根据设备结构形式选择串联或者并联式可靠性数学模型，进行可靠性分析、计算与分配，分别计算模块、电路板、芯片，层层分解，获得关键芯片的使用可靠性和MTBF值。

S2、根据所述使用可靠性和MTBF值获取关键芯片最高允许温度。

对关键芯片进行全寿命周期内可靠性分配，根据设备应用过程中环境特点，如低温环境使用时长比例、常温环境使用时长比例、高温环境使用时长比例，结合芯片工作可靠性随工作温度升高而下降的特性，可参考MTBF-芯片长期运行壳温关系曲线，最终通过分配建立芯片在不同使用环境下的最高允许结壳温度(即最高允许温度)，作为热设计参考温控目标，从而达到设备全寿命周期内较低限度热冗余。

S3、设置环境温度工况和所述环境温度工况对应的PWM值。

根据确定的各芯片温控目标，对不同应用环境进行细化，可将环境温度以10℃为间隔分成多个工况，分别开展热分析计算，计算满足芯片温控目标前提下各个工况对应所需风量，再由风量-PWM关系曲线推算PWM值，以此作为该工况下风扇调速上限。

S4、将所述最高允许温度与所述环境温度工况进行匹配，获取所述关机芯片的匹配PWM值上限。

首先，将温度范围包括关键芯片最高允许温度的环境温度工况作为匹配环境温度工况。在匹配环境温度工况内试验验证，取匹配环境温度工况的最大温度值，录入该匹配环境温度工况的最大PWM值，全负载运行测试机，开展热测试验证热设计指标是否符合，同时调整PWM值匹配该工况实际负载，测量芯片实际运行壳温是否与芯片一致。确保实现PWM值与热负载精确匹配。将精确匹配的PWM值作为匹配PWM值上限。

S5、将所述匹配PWM值上限下发风扇控制程序，控制风扇转速。

如图2示，该装置200包括：

特征获取单元210，所述特征获取单元210用于获取关键芯片的使用可靠性和MTBF值；

温度限制单元220，所述温度限制单元220用于根据所述使用可靠性和MTBF值获取关键芯片最高允许温度；

工况设置单元230，所述工况设置单元230用于设置环境温度工况和所述环境温度工况对应的PWM值；

工况匹配单元240，所述工况匹配单元240用于将所述最高允许温度与所述环境温度工况进行匹配，获取所述关机芯片的匹配PWM值上限；

调控执行单元250，所述调控执行单元250用于将所述匹配PWM值上限下发风扇控制程序。

可选地，作为本申请一个实施例，所述温度限制单元包括：

可选地，作为本申请一个实施例，所述工况设置单元包括：

可选地，作为本申请一个实施例，所述工况匹配模块包括：

图3为本发明实施例提供的一种终端装置300的结构示意图，该终端装置300可以用于执行本申请实施例提供的更新散热策略参数的方法。

其中，该终端装置300可以包括：处理器310、存储器320及通信单元330。这些组件通过一条或多条总线进行通信，本领域技术人员可以理解，图中示出的服务器的结构并不构成对本申请的限定，它既可以是总线形结构，也可以是星型结构，还可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。

其中，该存储器320可以用于存储处理器310的执行指令，存储器320可以由任何类型的易失性或非易失性存储终端或者它们的组合实现，如静态随机存取存储器(SRAM)，电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)，可擦除可编程只读存储器(EPROM)，可编程只读存储器(PROM)，只读存储器(ROM)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。当存储器320中的执行指令由处理器310执行时，使得终端300能够执行以下上述方法实施例中的部分或全部步骤。

处理器310为存储终端的控制中心，利用各种接口和线路连接整个电子终端的各个部分，通过运行或执行存储在存储器320内的软件程序和/或模块，以及调用存储在存储器内的数据，以执行电子终端的各种功能和/或处理数据。所述处理器可以由集成电路(Integrated Circuit，简称IC)组成，例如可以由单颗封装的IC所组成，也可以由连接多颗相同功能或不同功能的封装IC而组成。举例来说，处理器310可以仅包括中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)。在本申请实施方式中，CPU可以是单运算核心，也可以包括多运算核心。

通信单元330，用于建立通信信道，从而使所述存储终端可以与其它终端进行通信。接收其他终端发送的用户数据或者向其他终端发送用户数据。

本申请还提供一种计算机存储介质，其中，该计算机存储介质可存储有程序，该程序执行时可包括本申请提供的各实施例中的部分或全部步骤。所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(英文：read-only memory，简称：ROM)或随机存储记忆体(英文：random access memory，简称：RAM)等。

因此，本申请通过获取测试机的关键芯片的使用可靠性和MTBF值，由使用可靠性和MTBF值得到关键芯片的最高允许温度，再通过设置不同温度等级的环境温度工况和各环境温度工况对应的PWM值，将关键芯片最高允许温度与环境温度工况进行匹配，得到风扇的匹配PWM值上限，将匹配PWM值上限下发风扇控制程序，即可实现风扇降噪。本发明能够平衡使用寿命与热设计冗余度，从而实现风扇PWM调控与热负载精确匹配，使得风扇转速可控，噪声可控；该技术实施后，可降低散热系统功耗，提高PUE值，提高经济性，本实施例所能达到的技术效果可以参见上文中的描述，此处不再赘述。

本领域的技术人员可以清楚地了解到本申请实施例中的技术可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本申请实施例中的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中如U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质，包括若干指令用以使得一台计算机终端(可以是个人计算机，服务器，或者第二终端、网络终端等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。

本说明书中各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。尤其，对于终端实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例中的说明即可。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

尽管通过参考附图并结合优选实施例的方式对本发明进行了详细描述，但本发明并不限于此。在不脱离本发明的精神和实质的前提下，本领域普通技术人员可以对本发明的实施例进行各种等效的修改或替换，而这些修改或替换都应在本发明的涵盖范围内/任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种风扇降噪调控方法，其特征在于，所述方法包括：

获取关键芯片的使用可靠性和MTBF值；

根据所述使用可靠性和MTBF值获取关键芯片最高允许温度；

设置环境温度工况和所述环境温度工况对应的PWM值；

将所述最高允许温度与所述环境温度工况进行匹配，获取所述关键芯片的匹配PWM值上限；

将所述匹配PWM值上限下发风扇控制程序;

所述设置环境温度工况和所述环境温度工况对应的PWM值包括：

设置相邻环境温度工况的间隔温度为10℃；

根据风量和PWM的关系曲线计算所述风量的对应PWM值；

所述根据使用可靠性和MTBF值获取关键芯片最高允许温度包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将最高允许温度与所述环境温度工况进行匹配，获取所述关键芯片的匹配PWM值上限包括：

获取所述匹配环境温度工况的最大PWM值；

将所述精确匹配的PWM值作为测试风扇机的匹配PWM值上限。

3.一种风扇降噪调控装置，其特征在于，所述装置包括：

工况设置单元，配置用于设置环境温度工况和所述环境温度工况对应的PWM值上限；

工况匹配单元，配置用于将所述最高允许温度与所述环境温度工况进行匹配，获取所述关键芯片的匹配PWM值上限；

调控执行单元，配置用于将所述匹配PWM值上限下发风扇控制程序;

所述工况设置单元包括：

PWM值计算模块，配置用于根据风量和PWM的关系曲线计算所述风量的对应PWM值；

所述温度限制单元包括：

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述工况匹配模块包括：

5.一种终端，其特征在于，包括：

处理器；

用于存储处理器的执行指令的存储器；

其中，所述处理器被配置为执行权利要求1-2任一项所述的方法。

6.一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-2中任一项所述的方法。