CN109882440A - 一种风扇转速控制装置及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种风扇转速控制装置，包括BMC单元，和CPLD单元，和完成BMC单元的I2C通路与CPLD单元的I2C通路切换的I2C切换单元，和风扇控制单元；BMC单元的I2C信号端与I2C切换单元的一路I2C信号端连接，CPLD单元的I2C信号端与I2C切换单元的另一路I2C信号端连接；BMC单元的看门狗定时器信号端与CPLD单元连接，CPLD与I2C切换单元的I2C信号切换端连接；I2C切换单元与风扇控制单元连接。还公开了一种风扇转速控制方法。本发明通过引入CPLD来对风扇转速进行控制，在BMC故障时接手风扇转速的控制，提高风扇转速控制的可靠性，降低服务内部过热的风险。

Description

一种风扇转速控制装置及控制方法

技术领域

本发明涉及散热控制技术领域，尤其是一种风扇转速控制装置及控制方法。

背景技术

随着信息技术的飞速发展，服务器的应用更加广泛，对服务器的可靠性要求也越来越高。通常服务器是通过BMC来控制风扇转速，进而控制服务器内部温度，可是一旦BMC出现故障，无法正常工作，风扇将停止转动，造成服务器内部过热，导致系统故障不能正常使用，甚至烧毁服务器。某些承担网络控制中心、系统资源调度中心等核心作用的服务器一旦出现故障，后果将不堪设想。

发明内容

本发明的目的是提供一种风扇转速控制装置及控制方法，在BMC故障时，CPLD可以接手风扇的控制，可以有效提高风扇控制的可靠性。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

本发明第一方面提供了一种风扇转速控制装置，包括BMC单元，和CPLD单元，和完成BMC单元的I2C通路与CPLD单元的I2C通路切换的I2C切换单元，和风扇控制单元；所述BMC单元的I2C信号端与I2C切换单元的一路I2C信号端连接，CPLD单元的I2C信号端与I2C切换单元的另一路I2C信号端连接；所述BMC单元的看门狗定时器信号端与CPLD单元连接，CPLD与I2C切换单元的I2C信号切换端连接；所述I2C切换单元与风扇控制单元连接。

结合第一方面，在第一方面第一种可能的实现方式中，所述风扇控制单元包括PWM信号输出模块和风扇转速读取模块；所述I2C切换单元的输出端与PWM信号输出模块的输入端连接，所述PWM信号输出模块的输出端与风扇控制端连接；所述风扇转速读取模块读取风扇转速，风扇转速读取模块的输出端与I2C切换单元的输入端连接。

结合第一方面，在第一方面第二种可能的实现方式中，所述I2C切换单元还与用来选通I2C信号通路的I2C选择单元连接；所述I2C选择单元的第一通道与PWM信号输出模块连接，第二通道与风扇转速读取模块连接，I2C通道与I2C切换单元连接。

本发明第二方面一种风扇转速控制方法，包括以下步骤：

CPLD判断BMC正常时，BMC通过I2C信号端输出风扇转速控制信号；

CPLD判断BMC异常时，CPLD通过I2C信号端输出风扇转速控制信号。

结合第二方面，在第二方面第一种可能的实现方式中，所述判断BMC正常，具体包括：所述CPLD判断BMC正常时，BMC通过I2C信号端输出风扇转速控制信号，具体包括：

CPLD持续接收到BMC的看门狗定时器信号端发送的信号，判断BMC工作正常；

I2C切换单元选通BMC的I2C信号链路，BMC通过I2C信号端输出风扇转速控制信号。

结合第二方面，在第二方面第二种可能的实现方式中，所述BMC通过I2C信号端输出风扇转速控制信号，具体包括：

风扇转速读取模块读取风扇转速，通过I2C选择单元发送至BMC；

BMC通过I2C选择单元发送风扇电机PWM占空比至PWM信号输出模块，调节风扇转速。

结合第二方面，在第二方面第三种可能的实现方式中，所述CPLD判断BMC异常时，CPLD通过I2C信号端输出风扇转速控制信号，具体包括：

CPLD停止接收到BMC的看门狗定时器信号端发送的信号，判断BMC工作异常；

I2C切换单元选通CPLD的I2C信号链路，CPLD通过I2C信号端输出风扇转速控制信号。

结合第二方面，在第二方面第四种可能的实现方式中，所述CPLD通过I2C信号端输出风扇转速控制信号，具体包括：

风扇转速读取模块读取风扇转速，通过I2C选择单元发送至CPLD；

CPLD通过I2C选择单元发送风扇电机PWM占空比至PWM信号输出模块，调节风扇转速。

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：

本发明通过引入CPLD来对风扇转速进行控制，在BMC故障时接手风扇转速的控制，提高风扇转速控制的可靠性，降低服务内部过热的风险。

附图说明

图1是本发明实施例一装置结构示意图；

图2是本发明实施例二装置结构示意图；

图3是本发明实施例三装置结构示意图；

图4是芯片SN74CBTLV3253DBQR引脚连接示意图；

图5是芯片SN74CBTLV3253DBQR功能图；

图6是芯片PCA9546引脚连接示意图；

图7是FAN CTRL1电路引脚连接示意图；

图8是FAN CTRL2电路引脚连接示意图；

图9是实施例四风扇转速控制方法流程图；

图10是实施例五风扇转速控制方法流程图；

图11是实施例六方法流程图；

图12是实施例七方法流程图。

具体实施方式

为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。

实施例一

如图1所示，风扇转速控制装置，包括BMC单元，和CPLD单元，和完成BMC单元的I2C通路与CPLD单元的I2C通路切换的I2C切换单元，和风扇控制单元；BMC单元的I2C信号端与I2C切换单元的一路I2C信号端连接，CPLD单元的I2C信号端与I2C切换单元的另一路I2C信号端连接；BMC单元的看门狗定时器信号端与CPLD单元连接，CPLD与I2C切换单元的I2C信号切换端连接；I2C切换单元与风扇控制单元连接。

实施例二

如图2所示，风扇控制单元包括PWM信号输出模块和风扇转速读取模块；I2C切换单元的输出端与PWM信号输出模块的输入端连接，PWM信号输出模块的输出端与风扇控制端连接；风扇转速读取模块读取风扇转速，风扇转速读取模块的输出端与I2C切换单元的输入端连接。

实施例三

如图3所示，用来对I2C数据选择的I2C MUX芯片与用来选通I2C信号通路的I2CSwitch芯片通过风扇连接器FAN CONN连接；I2C Switch芯片的第一通道与PWM信号输出模块FAN CTRL1连接，第二通道与风扇转速读取模块FAN CTRL2连接，I2C Switch芯片与I2CMUX连接；PWM信号输出模块FAN CTRL1、风扇转速读取模块FAN CTRL2分别与风扇连接。

如图4所示，I2C MUX选择芯片SN74CBTLV3253DBQR。当芯片SN74CBTLV3253DBQR的Pin14为高电平时，选择输出BMC_I2C，低电平时选择CPLD_I2C。芯片SN74CBTLV3253DBQR功能表如图5所示。

如图6所示，I2C Switch选择芯片PCA9546，该芯片可以选通4路I2C信号，本设计选择使用通道0和通道1，其他两路预留做它用。通过该芯片来选择控制PWM的占空比，或者是读取后级风扇控制芯片中存储的风扇转速。

如图7所示，PWM信号输出模块FAN CTRL1电路采用芯片NCT736Y_ES，用来将前级存储到寄存器中的风扇转速信息转化为相应占空比的PWM信号输出，以调节风扇转速。该芯片最多可以产生16路可变占空比的PWM信号。

如图8所示，风扇转速读取模块FAN CTRL2电路同样选择采用芯片NCT736Y_ES，用来将风扇转速存储到寄存器中，供前级的I2C读取，该芯片可以最多读取16路风扇的转速信息。

正常情况时，BMC控制风扇转速，此时主板上BMC的I2C信号(BMC_I2C)通过I2C_MUX后(MUX_I2C)经过风扇板连接器后发给风扇板；该信号通过风扇板上的I2C Switch分成两路，一路(I2C_PWM_CTRL)改变风扇控制芯片1(FAN CTRL1)中的寄存器，进而调整输出的PWM(FAN_PWM)的占空比，进而调节风扇转速；另一路(I2C_TACH_CTRL)读取风扇控制芯片2(FANCTRL2)中寄存器的信息，进而读取风扇的转速。

当BMC挂掉的时候，看门狗定时器(WDT)信号将停止工作，CPLD监控到此信号后发出I2C选择信号(I2C_SEL)控制I2C_MUX切换为CPLD的I2C(CPLD_I2C)，此时CPLD将接手风扇的控制，一般来说，当BMC挂掉的时候，可以将风扇转速调整为全速运转，也即通过CPLD调整风扇板上的控制芯片1(FAN CTRL1)的寄存器的值，使输出PWM信号的占空比为1，进而将风扇转速调节为全速。

实施例四

如图9所示，风扇转速控制方法，包括以下步骤：

S11、CPLD判断BMC正常时，BMC通过I2C信号端输出风扇转速控制信号；

S12、CPLD判断BMC异常时，CPLD通过I2C信号端输出风扇转速控制信号。

实施例五

如图10所示，风扇转速控制方法，包括：

S21、CPLD持续接收到BMC的看门狗定时器信号端发送的信号，判断BMC工作正常。

S22、I2C切换单元选通BMC的I2C信号链路，BMC通过I2C信号端输出风扇转速控制信号。

S23、CPLD停止接收到BMC的看门狗定时器信号端发送的信号，判断BMC工作异常。

S24、I2C切换单元选通CPLD的I2C信号链路，CPLD通过I2C信号端输出风扇转速控制信号。

实施例六

如图11所示，步骤S22中BMC通过I2C信号端输出风扇转速控制信号，具体包括：

S221、风扇转速读取模块读取风扇转速，通过I2C选择单元发送至BMC；

S222、BMC通过I2C选择单元发送风扇电机PWM占空比至PWM信号输出模块，调节风扇转速。

实施例七

如图12所示，步骤S24中CPLD通过I2C信号端输出风扇转速控制信号，具体包括：

S241、风扇转速读取模块读取风扇转速，通过I2C选择单元发送至CPLD；

S242、CPLD通过I2C选择单元发送风扇电机PWM占空比至PWM信号输出模块，调节风扇转速。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (8)

1.一种风扇转速控制装置，其特征是，包括BMC单元，和CPLD单元，和完成BMC单元的I2C通路与CPLD单元的I2C通路切换的I2C切换单元，和风扇控制单元；所述BMC单元的I2C信号端与I2C切换单元的一路I2C信号端连接，CPLD单元的I2C信号端与I2C切换单元的另一路I2C信号端连接；所述BMC单元的看门狗定时器信号端与CPLD单元连接，CPLD与I2C切换单元的I2C信号切换端连接；所述I2C切换单元与风扇控制单元连接。

2.如权利要求1所述的风扇转速控制装置，其特征是，所述风扇控制单元包括PWM信号输出模块和风扇转速读取模块；所述I2C切换单元的输出端与PWM信号输出模块的输入端连接，所述PWM信号输出模块的输出端与风扇控制端连接；所述风扇转速读取模块读取风扇转速，风扇转速读取模块的输出端与I2C切换单元的输入端连接。

3.如权利要求2所述的风扇转速控制装置，其特征是，所述I2C切换单元还与用来选通I2C信号通路的I2C选择单元连接；所述I2C选择单元的第一通道与PWM信号输出模块连接，第二通道与风扇转速读取模块连接，I2C通道与I2C切换单元连接。

4.一种风扇转速控制方法，采用权利要求1至3任一项权利要求所述装置，其特征是，包括以下步骤：

CPLD判断BMC正常时，BMC通过I2C信号端输出风扇转速控制信号；

CPLD判断BMC异常时，CPLD通过I2C信号端输出风扇转速控制信号。

5.如权利要求4所述的风扇转速控制方法，其特征是，所述判断BMC正常，具体包括：所述CPLD判断BMC正常时，BMC通过I2C信号端输出风扇转速控制信号，具体包括：

CPLD持续接收到BMC的看门狗定时器信号端发送的信号，判断BMC工作正常；

I2C切换单元选通BMC的I2C信号链路，BMC通过I2C信号端输出风扇转速控制信号。

6.如权利要求5所述的风扇转速控制方法，其特征是，所述BMC通过I2C信号端输出风扇转速控制信号，具体包括：

风扇转速读取模块读取风扇转速，通过I2C选择单元发送至BMC；

BMC通过I2C选择单元发送风扇电机PWM占空比至PWM信号输出模块，调节风扇转速。

7.如权利要求4所述的风扇转速控制方法，其特征是，所述CPLD判断BMC异常时，CPLD通过I2C信号端输出风扇转速控制信号，具体包括：

CPLD停止接收到BMC的看门狗定时器信号端发送的信号，判断BMC工作异常；

I2C切换单元选通CPLD的I2C信号链路，CPLD通过I2C信号端输出风扇转速控制信号。

8.如权利要求7所述的风扇转速控制方法，其特征是，所述CPLD通过I2C信号端输出风扇转速控制信号，具体包括：

风扇转速读取模块读取风扇转速，通过I2C选择单元发送至CPLD；

CPLD通过I2C选择单元发送风扇电机PWM占空比至PWM信号输出模块，调节风扇转速。