CN110007741B - 计算设备、用于保持供电设备的装置，以及在计算设备中安装供电设备的方法 - Google Patents

计算设备、用于保持供电设备的装置，以及在计算设备中安装供电设备的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种计算设备、用于保持供电设备的装置，以及在计算设备中安装供电设备的方法。该装置包括容器和设置在容器上的至少一个电触部。容器配置成保持供电设备并被容纳在由计算设备限定的容纳空间中。当容器被容纳在容纳空间中时，容器能操作成从容纳空间移除，而无需打开计算设备的盖。该装置、计算设备和方法在多方面是有利的，例如有利于供电设备的寿命，便于管理供电设备的使用，例如监视状态并在必要时进行更换等。

Description

计算设备、用于保持供电设备的装置，以及在计算设备中安装 供电设备的方法
技术领域
本发明一般涉及用于计算设备的电源管理，更具体地，涉及计算设备、用于保持供电设备的装置，以及在计算设备中安装供电设备的方法。
背景技术
诸如服务器之类的计算设备通常需要电池用于备用目的，例如以保护外围设备互连(PCI)独立磁盘冗余阵列(RAID)控制器上的高速缓冲存储器。电池通常安装在服务器机箱内，例如夹在机箱壁上或空气挡板上。这在许多方面都存在问题。例如，传统的布置不利于散热，这降低了电池的寿命。用户更换电池也是不方便的，因为在这样做时，他们必须关闭计算设备，并打开盖，例如机箱。结果，更换电池中断了计算设备的正常操作。许多用户都被这种繁琐的任务所吓倒，因而只是简单地等到电池无法正常工作才采取行动。
发明内容
本发明提供了一种计算设备、用于保持供电设备的装置、以及在计算设备中安装供电设备的方法，以克服传统技术中存在的一个或多个技术问题。
根据示例性实施例的一个方面，提供了一种用于保持供电设备的装置。供电设备能操作成为计算设备供电。该装置包括容器和设置在容器上的至少一个电触部。容器配置成保持供电设备并被容纳在由计算设备限定的容纳空间中。当容器被容纳在容纳空间中时，容器能在无需打开计算设备的盖的情况下操作成从容纳空间移除。
根据示例性实施例的另一方面，提供了一种计算设备。该计算设备包括独立磁盘冗余阵列(RAID)控制器，被配置成与RAID控制器通信的基板管理控制器(BMC)，以及背板。背板配置成与RAID控制器和BMC通信并且包括一个或多个连接器。该一个或多个连接器能操作成电接触用于保持供电设备的装置的一个或多个引脚。计算设备还限定了配置成容纳装置的容纳空间。当具有供电设备的装置被容纳在容纳空间中时，供电设备的状态能通过BMC经由RAID控制器读取。
根据示例性实施例的又一方面，提供了一种在计算设备中安装供电设备的方法。该方法包括提供用于保持供电设备的装置，该装置包括容器和至少一个电触部，并且将该装置安装到由供电设备限定的容纳空间中，使得至少一个电触部与计算设备电通信。
根据示例性实施例的装置、计算设备和方法在多个方面改进了现有技术，例如有利于供电设备的寿命、便于直接在供电设备的前面板上监视与供电设备相关的各种状态(例如，容量、健康状况等)、并在必要时进行更换。此外，根据一些示例性实施例的装置与计算设备的现有布置兼容。例如，该装置可以被放置在最初设计的存储机架中用于保持一个或多个硬盘。由此，例如，电池组可以由插入服务器的硬盘槽中的装置来保持，以便为服务器供电，这一方面是技术有利的，另一方面是成本有效的。
例如，传统系统包括设计用于容纳一个或多个硬盘的槽，并且它们都不能保持用于为计算设备(例如计算机服务器)供电的供电设备。而是，电池必须被设置在计算机服务器内，例如安装在服务器机箱内。在操作中，在这种不利的通风条件下并且还由于服务器的高工作负荷，电池的温度容易保持过高，因此电池的寿命严重受损。此外，外部观察者不知道电池的状态，并且更换电池很麻烦，因为必须打开计算机服务器的盖。本实施方式已经克服了这些问题中的一个或多个。例如，借助于该装置，可以将供电设备放置在由计算设备限定的容纳空间中。根据本实施方式的例示性容纳空间的位置显然更加有利，因为它一方面不在计算设备的热区域(即，不是主要产生热量的区域)，另一方面，该位置也是至少部分地与周围环境进行空气流通，从而有利于散热。
对于本实施方式，用户也可以方便地安装或更换供电设备。例如，可以容易地将具有供电设备的装置推入槽中以完成安装，或者将装置拉出槽以进行更换。在任一情况下，都不需要打开计算设备的盖以及重新布置各种电缆。本实施方式可以节省时间和精力，并且还可以避免由于在安装和更换过程中可能的意外操作而对计算设备造成的损害。
此外，在传统系统中，用户或操作者通常不愿意采取措施来更换电池。然而，当电池的容量低于某个值时，存在计算设备可能由于电量耗尽而突然关闭的风险，这可能导致数据丢失。由于本实施方式的技术优势，用户更愿意更换计算设备的供电设备，因此减轻了数据丢失的风险。此外，由于操作面板，可以在视觉上和/或听觉上呈现与供电设备相关的各种状态，这使得能够改进计算设备的电源管理。
以下将讨论更多示例性实施例和技术效果。
附图说明
现在将参考附图通过示例描述本发明的实施例，附图中：
图1示出根据一实施例的用于保持能操作成为计算设备供电的供电设备的装置。
图2示出根据另一实施例的计算设备和用于保持能操作成为计算设备供电的供电设备的装置。
图3示出根据一实施例的操作面板。
图4示出根据一实施例的在计算设备中安装供电设备的方法。
具体实施方式
如本文所使用的，“计算设备”可以是计算机、计算机服务器或其他类型的计算设备。
如本文所使用的，“供电设备”能操作成为计算设备供电。供电设备可以是电池或电池组或超级电容器。电池或电池组可以是可充电的或不可充电的。
如本文所使用的，“容纳空间”是由计算设备的一个或多个部件或部分限定的空间，并且当未被占用时，容纳空间可以部分地从其周围环境可见，例如具有一个或多个面向外部环境的开口。例如，容纳空间可以包括一个或多个存储机架(例如，一个或多个槽)。
如本文所用，“容器”是用于保持或运输物品的物体。容器限定了一空间，当物品完全安装在容器中时，该空间可以是开放式或封闭式的。容器可以包括或不包括壳体或外壳。例如，容器可以是盒或盘的形式。容器也可以是用于供电设备的外壳或壳体或覆盖物，例如电池外壳。在某些情况下，容器可以是供电设备的一部分；也就是说，供电设备可以整体成为容器的形状。
根据本发明的一实施例，图1示出了用于保持供电设备的装置140。供电设备能操作成为计算设备10供电。装置140包括容器142。容器142配置成保持供电设备。供电设备可以保持或放置在由容器142限定的空间143中。容器142可以被容纳在由计算设备10限定的容纳空间120(其被示为包括六个槽)中，以便将供电设备设置在正确的位置以为计算设备10供电。容器142可以是机械盘或其他适当的容器装置。当容器142容纳在容纳空间120中时，容器142能操作成从容纳空间120移除而无需打开计算设备10的盖。例如，容器142可方便地滑入(例如沿箭头方向)和拉出容纳空间120。盖可以是计算设备的壳体或外壳或计算设备的特定部分的壳体或外壳。
如所示，至少一个电触部144设置在容器142的面上。电触部144包括一个或多个连接器或引脚，例如磁引脚。在操作中，电触部144允许供电设备的状态可由计算设备10检测。当供电设备被负载在容器142内，装置140放置到容纳空间120中时，电触部144电耦合到计算设备10，从而实现供电设备和计算设备10之间的电通信。如所示，操作面板150还布置在容器140的面上，这使得供电设备的状态能被呈现。
根据另一实施例，图2示出计算设备20和用于保持供电设备260的装置240。计算设备20和装置240可以应用于如图1所示的实施方式。如图2所示，计算设备20包括独立磁盘冗余阵列(RAID)控制器210、基板管理控制器(BMC)220和背板230。BMC 220与RAID控制器210通信，例如，通过外围设备互连高速(PCIe)总线上的管理组件传输协议(MCTP)通信进行通信。背板230经由一个或多个电线或电缆与RAID控制器210和BMC 220通信。背板230包括一个或多个连接器或引脚。诸如磁引脚之类的引脚能操作成与装置240的电触部244进行电接触。当装置240保持供电设备260并且被容纳在计算设备20的容纳空间(例如槽)中时，建立电连接以使BMC 220能够经由RAID控制器210获得供电设备260的状态。例如，可以在盘上布置多个用于驻留供电设备的磁引脚。在背板的给定槽上，有一些引脚可以连接到盘上的磁引脚。一旦盘被容纳在槽中，就建立电连接。以这种方式，槽与用于保持供电设备的盘和用于保持硬盘驱动器的驱动托盘都兼容。
如图2所示，装置240包括操作面板250。操作面板250包括一个或多个指示器，其能操作成指示供电设备260的状态或与供电设备260相关的状态。操作面板250设置在装置240的适当位置。例如，操作面板250可以布置在容器242的面上，使得当容器242容纳在由计算设备20限定的容纳空间中时，一个或多个指示器是可观察的或者可由外部观察者查看。外部观察者可以是站在计算设备20附近并面向操作面板250的人。
操作面板250能操作成与BMC 220通信。操作面板250可电连接到(例如，布线到)装置240的连接器。例如，连接器可以是至少一个电触部244中的一个。例如，可以有两根电线或电缆从电触部244中拉出。一根电缆连接到容纳在容器242中的供电设备，另一根电缆连接到操作面板250。当装置240放置到容纳空间中时，操作面板250电连接到背板230，并且经由在背板230和BMC 220之间建立的电连接(例如，通过电线或电缆)相应地电连接到BMC220。在操作中，BMC 220根据供电设备260的状态可以与操作面板250通信，使得一个或多个指示器响应地显示状态的正确或更新的指示。
操作面板250为用户提供交互式界面，并且可以灵活地实现。操作面板250可以包括液晶显示器(LCD)。LCD可以被设计为具有触摸输入功能，以使用户能够进行触摸输入。这样，一个或多个指示器可以借助于图标来实现，该图标的颜色或形状可以根据供电设备260的各种状态的变化而被致动或改变，以便执行指示功能。图标可以通过适当的编程软件实现，或者通过电路硬件实现。LCD可以包括其他图标以扩展用户和计算设备之间的交互活动。备选地，操作面板250可包括一个或多个发光二极管(LED)致动器或按钮。每个致动器指示状态的相应方面。某些方面的状态通过相应致动器的操作或致动来指示，例如通过改变颜色(蓝色、红色、黄色等)、图案(强度不变、弱化或强化、以特定频率闪烁等)或其组合。
图3示出了操作面板350的示例性设计。操作面板350可以是图2中的操作面板250的具体实现。如图3所示，操作面板50包括健康指示器351、链接指示器352、活动指示器352、容量指示器354、再学习指示器355和RAID指示器356。健康指示器351能操作成指示供电设备的健康状态，例如供电设备是否处于正常工作状态或供电设备是否有问题(例如，故障)。链接指示器352能操作成指示供电设备的链接状态。链接状态指示供电设备与计算设备的RAID控制器之间的电连接是否建立，以允许RAID控制器可检测供电设备的状态。即，链接指示器352通知用户供电设备的连接准备就绪。链接指示器352能够显示装置(例如装置140或240)是否被牢固地放置或插入容纳空间以及RAID控制器的确认。活动指示器353能操作成指示供电设备正在为计算设备供电。活动指示器353可以保持闪烁以告知用户此时供电设备正在工作以供电，因此警告用户不要将装置从容纳空间移除。容量指示器354能操作成指示供电设备的当前容量，例如当前容量是否低于预定阈值。容量指示器354还可以指示供电设备的再学习循环的进度。在周期性再学习循环期间，供电设备可以被放电到零，并且当充电开始时，容量指示器354可以显示供电设备中当前的电力水平。当电力水平接近底部时，容量指示器354可以闪烁以指示RAID控制器在短的时间段内易于断电。几年下来，即使在再充电(再学习循环)之后，供电设备也可能磨损并且电力水平将保持较低，容量指示器354用于提醒用户更换供电设备以完全免受电力中断的影响。再学习指示器355能操作成指示供电设备的再学习循环是否正在进行。备选地和可选地，再学习指示器355可以手动致动(例如通过按下再学习致动器或触摸再学习图标)以触发再学习循环。RAID指示器356能操作成指示RAID控制器是否检测到错误，其指示RAID控制器的健康状态。例如，错误可能是RAID控制器的故障。
这些指示器在计算设备的电源管理中是有利的。供电设备的状态可以在操作面板上呈现并且由用户可视地和/或可听地监视。因此，用户能够及时做出响应，这在异常发生时特别有用。
图4示出在计算设备中安装供电设备的方法400。供电设备可以是如上所述的供电设备260。计算设备可以是如上所述的计算设备10或20。
框410叙述提供用于保持供电设备的盘。盘可以是如上所述的容器142或242的特定实施方式。至少一个电触部被布置在盘上。当正确地放置或布置在盘中时，供电设备与电触部电接触。
框420叙述提供计算设备。计算设备可以是计算机服务器并且限定至少一个槽。在框430处，将供电设备装载到盘中，然后将盘推入槽中，使得电触部与计算设备电通信。在框440处，计算设备的背板检测槽中是否存在供电设备。在框450处，当检测到供电设备的存在时，背板向计算设备的RAID控制器通知该存在。在框460处，RAID控制器开始经由背板读取供电设备的状态。在框470处，计算设备的BMC与RAID控制器通信以获得供电设备的状态。在知道供电设备的状态之后，在框480处，BMC向背板发送命令或指令(例如，经由I2C总线)，以便操作面板知道供电设备的状态。也就是说，BMC向背板发送命令以控制操作面板上的一个或多个指示器。在框490处，响应于来自BMC的命令，操作面板上的指示器更新它们的指示，这提示用户相应地做出响应。例如，当RAID控制器出错或无法读取供电设备的状态时，用户可以决定检查和修复RAID控制器或更换供电设备。如果容量低于预定阈值，例如50％，则用户可以及时更换供电设备。
以上实施例仅用于说明目的，本领域技术人员将理解，尽管容器在图1中以盘的形式示出，但是具有不同配置(例如形状)的其他种类的容器可以被使用。尽管如图1所示，至少一个电触部设置在容器的面上，但是电触部可以根据实际需要被布置在其他适当的位置，例如在容器的外底壁或侧壁上。尽管如图1所示容纳空间包括六个槽，但槽的数量可以多于六个或少于六个。容纳空间也可以具有其他配置，例如形状、尺寸等。尽管图3所示的操作面板包括六个指示器，但可以配置多于六个或少于六个指示器。根据各种实际需要，其他类型的指示器也是可能的。例如，可以包括警告指示器并且警告指示器能操作成在检测到供电设备工作在异常状态时发出警报声。
容纳空间可以是计算设备中以适当方式得到的新切出空间或新形成的空间。备选地，装置(例如装置140和240)可以被设计成与硬盘存储机架(例如硬盘槽(硬盘槽是最初设计用于保持计算设备中的硬盘托盘的槽))电气和机械兼容。这样，该装置能够使用备用或空闲硬盘槽来容纳供电设备。这在技术上是有利的并且是成本有效的，因为不需要对计算设备进行额外的结构和电气适配或修改。
另外地并且可选地，如上所述的装置(诸如装置140和240，例如电池盘)可以被设计用于保持多于一个的供电设备。容纳空间可以配置成容纳多个这样的装置，使得能够设置多个供电设备，用于为计算设备供电。
另外地并且可选地，如上所述的装置(诸如装置140和240，例如电池盘)可以灵活地设计(例如成形)以与各种硬盘存储机架兼容。在一些实施例中，容纳空间被配置成作为存储机架，并且存储机架包括用于容纳装置的子设备(subset)或子设备区域。例如，可以指定或分配存储机架的子设备用于容纳电池盘。这提供了进一步的灵活性并且在工业应用中是有利的。
本领域技术人员将理解的是，在不脱离广泛构造的示例性实施例的精神或范围的情况下，可以对如上所述的实施例进行多种变型和/或修改。因此，示例性实施例在所有方面都被认为是说明性的而非限制性的。

Claims (18)

1.一种用于保持供电设备的装置，所述供电设备能操作成为计算设备供电，所述装置包括：
容器，其被配置成保持所述供电设备并容纳在由所述计算设备限定的容纳空间中；所述容纳空间被配置为容纳用于保持硬盘的盘；当容纳在所述容纳空间中时，所述容器能操作成在无需打开所述计算设备的盖的情况下从所述容纳空间移除；
至少一个电触部，其被设置在所述容器的后部；其述至少一个电触部能够可通信地连接到基板管理控制器，以接收指示所述供电设备的状态的信号；以及
设置在所述容器的前部的操作面板，从而使得当所述容器容纳在所述容纳空间中时，所述操作面板对于外部操作者而言是可见的；其中所述操作面板电连接到所述至少一个电触部以接收所述信号；以及其中所述操作面板包括一个或多个指示器，所述一个或多个指示器被操作为基于所接收的信号而指示所述供电设备的所述状态，并且指示所述供电设备是否正在为所述计算设备供电。
2.如权利要求1所述的装置，其中，所述容器是机械盘，所述机械盘被配置成能容纳在由所述计算设备限定的槽中。
3.如权利要求1所述的装置，其中，所述容器能操作成滑入所述容纳空间。
4.如权利要求1所述的装置，其中，所述至少一个电触部能操作成允许所述供电设备的所述状态被所述计算设备检测。
5.如权利要求1至4中任一项所述的装置，其中，所述至少一个电触部包括一个或多个磁引脚。
6.如权利要求1所述的装置，其中，所述操作面板包括：
液晶显示器，其被配置成实现触摸输入；或者
一个或多个发光二极管按钮。
7.如权利要求1所述的装置，其中，所述一个或多个指示器包括以下一项或多项：
健康指示器，其能操作成指示所述供电设备的健康状态；
链接指示器，其能操作成指示所述供电设备的链接状态，所述链接状态指示所述供电设备与所述计算设备的RAID控制器之间的电连接是否建立以允许所述供电设备的所述状态被所述RAID控制器检测；
活动指示器，其能操作成指示所述供电设备是否正在为所述计算设备供电；
容量指示器，其能操作成指示所述供电设备的当前容量；
重新学习指示器，其能操作成指示所述供电设备的再学习循环是否正在进行；以及
RAID指示器，其能操作成指示所述RAID控制器是否检测到错误。
8.一种计算设备，包括：
RAID控制器；
基板管理控制器，其配置成与所述RAID控制器通信；
背板，其被配置成与所述RAID控制器和所述基板管理控制器通信并且包括一个或多个连接器，所述一个或多个连接器能操作成电接触用于保持供电设备的装置的一个或多个引脚；其中所述一个或多个引脚提供指示所述供电设备的状态的信号；
所述计算设备还限定容纳空间，所述容纳空间配置成容纳所述装置,并且当所述装置与所述供电设备被容纳在所述容纳空间中时，所述供电设备的状态能被所述基板管理控制器经由所述RAID控制器读取；
其中所述容纳空间被配置为容纳用于保持硬盘的盘；
设置在所述容纳空间的前部的操作面板，从而使得当所述装置容纳在所述容纳空间中时，所述操作面板对于外部操作者而言是可见的；其中所述操作面板电连接到所述一个或多个引脚以接收所述信号；以及其中所述操作面板包括一个或多个指示器，所述一个或多个指示器被操作为基于所述信号而指示所述供电设备的所述状态以及指示所述供电设备是否正在为所述计算设备供电。
9.如权利要求8所述的计算设备，其中，所述容纳空间配置成作为存储机架，并且所述存储机架包括配置成容纳所述装置的子设备区域。
10.如权利要求8至9中任一项所述的计算设备，其中，所述基板管理控制器能操作成向所述背板发送命令以控制所述装置的操作面板上的一个或多个指示器。
11.如权利要求8至9中任一项所述的计算设备，其中，所述计算设备是计算机服务器。
12.如权利要求8至9中任一项所述的计算设备，其中，所述一个或多个引脚是磁引脚。
13.一种在计算设备中安装供电设备的方法，包括：
提供用于保持所述供电设备的装置，所述装置包括容器和至少一个电触部；其中该至少一个电触部能够可通信地连接到所述计算设备的基板管理控制器，以接收指示所述供电设备的状态的信号；其中所述容器被配置为保持所述供电设备并容纳在由所述计算设备限定的容纳空间中；其中所述装置包括设置在所述容器的前部的操作面板，从而使得当所述容器容纳在所述容纳空间中时，所述操作面板对于外部操作者而言是可见的；其中所述操作面板电连接到所述至少一个电触部以接收所述信号；其中所述操作面板包括一个或多个指示器，所述一个或多个指示器被操作为基于所接收的信号而指示所述供电设备的所述状态，并且指示所述供电设备是否正在为所述计算设备供电；以及
将所述装置安装到由所述计算设备限定的容纳空间中，使得所述至少一个电触部与所述计算设备电通信；
其中所述容纳空间被配置为容纳用于保持硬盘的盘。
14.如权利要求13所述的方法，其中所述供电设备包括电池或超级电容器。
15.如权利要求13或14所述的方法，还包括：
所述计算设备的RAID控制器经由所述计算设备的背板读取所述供电设备的状态；
由所述基板管理控制器从所述RAID控制器获得所述供电设备的状态；以及
所述基板管理控制器向所述背板发送命令，使得所述供电设备的状态显示在所述装置的操作面板上。
16.如权利要求15所述的方法，在所述读取步骤之前还包括：
所述背板检测所述容纳空间中所述供电设备的存在；以及
当检测到所述供电设备的存在时，所述背板向所述RAID控制器通知所述存在。
17.如权利要求15所述的方法，还包括在所述操作面板上显示以下各项中的一项或多项：
指示所述供电设备的健康状态的指示；
指示所述供电设备的链接状态的指示，所述链接状态指示所述供电设备与所述RAID控制器之间的电连接是否建立以允许所述RAID控制器读取所述供电设备的状态；
指示所述供电设备是否正在为所述计算设备供电的指示；
指示所述供电设备的当前容量的指示；
指示所述供电设备的再学习循环是否正在进行的指示；以及
指示所述RAID控制器是否检测到错误的指示。
18.如权利要求13或14所述的方法，还包括当所述供电设备的容量低于预定阈值时，通过将所述装置从所述容纳空间拉出而不打开所述计算设备的盖来更换所述供电设备。
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