CN110285086A - 一种风扇控制系统、方法及服务器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种风扇控制系统、方法及服务器，包括处理器、驱动器、供电模块及用于输出模式控制指令的指令输出模块，其中，模式控制指令包括开机模式指令和关机模式指令。该风扇控制系统只用一个风扇便实现了风扇控制模式多样化，一方面，可扩展性好，通用性高，且降低了物料成本，另一方面，除了能够实现在开机时正常控制风扇转速，还能够实现在关机时控制风扇转动，从而保证了在服务器关机模式下也能够将网卡等关机时工作的器件产生的热量散发出去，提高了服务器的可靠性和安全性。

Description

一种风扇控制系统、方法及服务器
技术领域
本发明涉及风扇控制技术领域，特别是涉及一种风扇控制系统、方法及服务器。
背景技术
服务器在工作过程中会产生热量，为了散热，服务器中通常安装有风扇及其对应地风扇控制系统，其中，风扇控制系统包括处理器和驱动器。处理器有4个pin脚，分别为供电pin脚、地pin脚、PWM脚(控制风扇转速)及TACHpin脚(读取风扇转速)。这些pin脚在风扇出厂的时候功能已经确定，PWM信号与风扇的转速的对应关系也已经确定，不同占空比的PWM信号对应不同的转速。
现有技术中，风扇的控制模式单一，只有在服务器开机时会对风扇进行控制，在服务器关机时，处理器接收不到PWM信号，当然，也可以理解为接收到的PWM信号的占空比为0，且服务器中的供电模块停止为处理器和驱动器供电，此时风扇不工作，但服务器中仍然存在例如网卡、CPLD(Complex Programmable Logic Device，复杂可编程逻辑器件)等器件是在工作的，而且网卡在工作过程中会产生较大的热量，又由于风扇不工作，此时网卡产生的热量无法被有效散出，从而降低了服务器的可靠性和安全性能。
发明内容
本发明的目的是提供一种风扇控制系统、方法及服务器，一方面，可扩展性好，通用性高，另一方面，除了能够实现在开机时正常控制风扇转速，还能够实现在关机时控制风扇转动，从而保证了在服务器关机模式下也能够将网卡等关机时工作的器件产生的热量散发出去，提高了服务器的可靠性和安全性。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种风扇控制系统，应用于服务器，包括处理器、驱动器、在开机和关机时均为电平控制模块供电的供电模块及用于输出模式控制指令的指令输出模块；其中，所述模式控制指令包括开机模式指令和关机模式指令；还包括：
分别与所述指令输出模块、所述供电模块、所述处理器的PWM脚及TACHpin脚连接的所述电平控制模块，用于在接收到所述模式控制指令时，根据所述模式控制指令先输出第一电平至所述PWM脚、输出第二电平至所述TACH脚，再控制所述供电模块为所述处理器和所述驱动器供电；
所述处理器用于在其上电后根据所述第一电平及第二电平确定风扇的模式，并根据所述风扇的模式通过所述驱动器对所述风扇进行相应地转速控制。
优选地，所述电平控制模块具体用于在接收到所述开机模式指令或者所述关机模式指令时，输出第一预设时长的第一电平至所述PWM脚且输出第一预设时长的第二电平至所述TACH脚；在输出所述第一电平和所述第二电平的过程中控制所述供电模块为所述处理器和所述驱动器供电。
优选地，所述电平控制模块具体用于在接收到所述关机模式指令时，持续输出第一电平至所述PWM脚且输出第二电平至所述TACH脚；且在输出第一电平至所述PWM脚且输出第二电平至所述TACH脚后控制所述供电模块为所述处理器和所述驱动器供电。
优选地，所述风扇的模式包括开机正常转动模式、对应于第一转速的第一关机转动模式、对应于第二转速的第二关机转动模式及对应于第三转速的第三关机转动模式。
优选地，所述指令输出模块包括：
与所述开机正常转动模式对应地电源键；
分别与三个关机转动模式对应地按键。
优选地，所述电平控制模块为CPLD。
优选地，还包括：
控制端与所述CPLD的第一电平输出引脚连接、第一端分别与上拉电阻的第一端及所述PWM脚连接、第二端接地的第一开关；
第二端与所述供电模块连接的所述上拉电阻；
控制端与所述CPLD的第二电平输出引脚连接、第一端与所述供电模块连接、第二端分别与所述TACH脚及下拉电阻的第一端连接的第二开关；
第二端接地的所述下拉电阻。
为解决上述技术问题，本发明还提供了一种风扇控制方法，应用于如上述所述的风扇控制系统，包括：
指令输出模块输出模式控制指令；其中，所述模式控制指令包括开机模式指令和关机模式指令；
电平控制模块在接收到所述模式控制指令时，根据所述模式控制指令先输出第一电平至所述PWM脚、输出第二电平至所述TACH脚，再控制所述供电模块为所述处理器和所述驱动器供电；
处理器在其上电后根据所述第一电平及所述第二电平确定风扇的模式，并根据所述风扇的模式对所述风扇进行相应地转速控制。
为解决上述技术问题，本发明还提供了一种服务器，包括风扇和如上述所述的风扇控制系统。
本发明提供了一种风扇控制系统，包括处理器、驱动器、供电模块及用于输出模式控制指令的指令输出模块，其中，模式控制指令包括开机模式指令和关机模式指令。供电模块在开关机时均为电平控制模块供电，电平控制模块在接收到模式控制指令后，会根据模式控制指令先输出相应地电平至处理器的PWM脚及TACH pin脚，再控制供电模块为处理器和驱动器供电。处理器在上电后会根据PWM脚及TACH pin脚的电平来确定风扇的模式，以便后续根据风扇的模式对风扇进行相应地转速控制。可见，该风扇控制系统只用一个风扇便实现了风扇控制模式多样化，一方面，可扩展性好，通用性高，且降低了物料成本，另一方面，除了能够实现在开机时正常控制风扇转速，还能够实现在关机时控制风扇转动，从而保证了在服务器关机模式下也能够将网卡等关机时工作的器件产生的热量散发出去，提高了服务器的可靠性和安全性。
本发明还提供了一种风扇控制方法及服务器，具有与上述风扇控制系统相同的有益效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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为本发明提供的一种风扇控制系统的结构示意图；
图2为本发明提供的一种风扇控制方法的流程图。
具体实施方式
本发明的核心是提供一种风扇控制系统、方法及服务器，一方面，可扩展性好，通用性高，另一方面，除了能够实现在开机时正常控制风扇转速，还能够实现在关机时控制风扇转动，从而保证了在服务器关机模式下也能够将网卡等关机时工作的器件产生的热量散发出去，提高了服务器的可靠性和安全性。
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，都属于本发明保护的范围。
请参照图1，图1为本发明提供的一种风扇控制系统的结构示意图，应用于服务器，该系统包括处理器3、驱动器4、在开机和关机时均为指令输出模块2供电的供电模块5及用于输出模式控制指令的指令输出模块1；其中，模式控制指令包括开机模式指令和关机模式指令；还包括：
分别与指令输出模块1、供电模块5、处理器3的PWM脚及TACH pin脚连接的指令输出模块2，用于在接收到模式控制指令时，根据模式控制指令先输出第一电平至PWM脚、输出第二电平至TACH脚，再控制供电模块5为处理器3和驱动器4供电；
处理器3用于在其上电后根据第一电平及第二电平确定风扇的模式，并根据风扇的模式通过驱动器4对风扇进行相应地转速控制。
具体地，本申请考虑到现有技术中只有在服务器开机时，风扇才转动，而在一些服务器中，在其关机(需要说明的是，关机不等于服务器整体断电)时其中一些器件例如网卡仍然在工作，会产生热量，为了散热，提高服务器的稳定性和可靠性，服务器关机时也要根据需要控制风扇转动。
风扇能够转动的两个必要条件是：1)处理器3和驱动器4供电；2)处理器3输出控制信号。现有技术中，在服务器关机时，处理器3和驱动器4是断电的，且处理器3接收到的PWM信号的占空比为0，因此风扇不转动。本申请中为了实现在开机和关机时均能实现控制风扇转动，风扇控制系统除了包括处理器3和驱动器4，还包括指令输出模块1、供电模块5及指令输出模块2。
具体地，指令输出模块1用于输出模式控制指令，其中，模式控制指令包括开机模式指令和关机模式指令。不难理解，开机模式指令指的是风扇在开机模式下正常工作，该过程与现有技术中一样，处理器3接收服务器主板发送的PWM信号，并根据PWM信号的占空比通过驱动器4控制风扇转动。关机模式指令指的是风扇在关机模式下也能够预设的风扇的模式来通过驱动器4对风扇进行相应地控制，而至于此时风扇的转速则可以根据实际情况来定，也即可以预先设置不同电平组合对应不同的转速。
供电模块5用来一直(包括开机和关机)为指令输出模块2供电，还用来在指令输出模块2的控制下适时地为处理器3和驱动器4供电。具体地，供电模块5由服务器中的主电源(通常为12V)、转换模块(各个器件需要的电压可能不同)及开关构成，指令输出模块2通过控制转换模块与器件之间的开关的导通和关断来控制供电模块5是否为器件供电。
指令输出模块2在接收到模式控制指令后，会根据模式控制指令来进行相适应地输出，具体地，根据模式控制指令先输出第一电平至PWM脚、输出第二电平至TACH脚，再控制供电模块5为处理器3和驱动器4供电。先输出电平至PWM脚和TACH脚再控制处理器3和驱动器4上电的原因是：处理器3在上电后会判断PWM脚和TACH脚的电平，并根据PWM脚和TACH脚的电平来确定风扇的模式。而至于在处理器3确定风扇的模式之后是否停止输出电平至PWM脚和TACH脚则需要根据模式控制指令来确定，具体地，如果模式控制指令为开机控制指令，则需要在处理器3确定风扇的模式之后停止输出第一电平至PWM脚和停止输出第二电平至TACH脚，以便服务器主板正常输出PWM信号至PWM脚并通过TACH脚读取风扇的转速，以根据风扇的转速调整输出至处理器3的PWM信号，实现闭环控制。如果模式控制指令为关机控制指令，则在处理器3确定风扇的模式之后，可以控制停止输出第一电平至PWM脚和停止输出第二电平至TACH脚，也可以一直输出第一电平至PWM脚和一直输出第二电平至TACH脚，根据实际情况来定。
此外，还需要说明的是，本申请中，处理器3只在其上电后会立即进行模式判断，在判定完成后，后续对风扇控制过程中便不再进行模式判定，从而解放了模式识别时用到的PWM脚和TACH脚，最大的好处是，在模式为开机模式时，PWM脚和TACH脚发挥其在风扇控制过程中的原始功能。
由于电平包括高电平和低电平，因此，通过PWM脚和TACH脚的电平可以设置四种模式，例如00对应正常工作模式，o1对应以5000r/min特定转速转动，也即处理器3在上电后判定PWM脚和TACH脚为00时，则确定此时风扇的模式为服务器正常工作模式，处理器3按照现有技术中的控制方式对风扇进行控制，PWM脚和TACH脚也发挥其在风扇控制过程中的原始功能。处理器3在上电后判定PWM脚和TACH脚为01时，则确定此时风扇的模式为服务器关机工作模式，处理器3按照预先设置的与该模式对应地转速来控制风扇以该转速进行定速转动(主要原因在此关机模式下，服务器主板不会输出PWM信号，因此，定速设置方式一方面可以简化处理器3的控制过程，另一方面，关机模式下的工作的器件毕竟比较少，定速转速控制足够散热)。
综上所述，该风扇控制系统只用一个风扇便实现了风扇控制模式多样化，一方面，可扩展性好，通用性高，且降低了物料成本，另一方面，除了能够实现在开机时正常控制风扇转速，还能够实现在关机时控制风扇转动，从而保证了在服务器关机模式下也能够将网卡等关机时工作的器件产生的热量散发出去，提高了服务器的可靠性和安全性。
在上述实施例的基础上：
作为一种优选地实施例，指令输出模块2具体用于在接收到开机模式指令或者关机模式指令时，输出第一预设时长的第一电平至PWM脚且输出第一预设时长的第二电平至TACH脚；在输出第一电平和第二电平的过程中控制供电模块5为处理器3和驱动器4供电。
作为一种优选地实施例，指令输出模块2具体用于在接收到关机模式指令时，持续输出第一电平至PWM脚且输出第二电平至TACH脚；且在输出第一电平至PWM脚且输出第二电平至TACH脚后控制供电模块5为处理器3和驱动器4供电。
具体地，根据上述实施例可知，在服务器处于正常开机状态时，服务器主板会输出PWM信号至处理器3的PWM脚，并从处理器3的TACH脚处读取风扇转速，以根据风扇的转速调整输出至处理器3的PWM信号，实现闭环控制。因此，指令输出模块2需要在处理器3确定风扇的模式之后停止输出第一电平至PWM脚和停止输出第二电平至TACH脚。
指令输出模块2在接收到开机模式指令时，会输出第一预设时长的第一电平至PWM脚且输出第一预设时长的第二电平至TACH脚；并在输出第一电平和第二电平的过程中控制供电模块5为处理器3和驱动器4供电。这里的预设时长需要满足大于处理器3的上电时长及处理器3的模式判定时长之和，由于处理器3的上电时长和模式判定时长通常在很短的时间内便可以完成，因此，可以将这里的预设时长设置为1s或者2s，但也可以设置为其他数值，本申请在此不作特别的限定。
此外，上述实施例也提到，本申请中，处理器3只在其上电后会立即进行模式判断，在判定完成后，后续对风扇控制过程中便不再进行模式判定，且本申请中，关机模式下，处理器3会控制风扇定速转动，此时不再用到PWM脚和TACH脚，因此，指令输出模块2在接收到关机模式指令后，会先输出第一电平至PWM脚、输出第二电平至TACH脚，再控制供电模块5为处理器3和驱动器4供电，以便处理器3根据PWM脚和TACH脚进行模式判定，而在处理器3确定风扇的模式之后，指令输出模块2可以停止输出第一电平至PWM脚和停止输出第二电平至TACH脚，也可以一直输出第一电平至PWM脚和一直输出第二电平至TACH脚，具体采用哪种方式根据实际情况来定。
作为一种优选地实施例，风扇的模式包括开机正常转动模式、对应于第一转速的第一关机转动模式、对应于第二转速的第二关机转动模式及对应于第三转速的第三关机转动模式。
具体地，上述提到，PWM脚和TACH脚的电平可以构成四种模式，分别为00、01、11、10，这四种模式可以对应开机正常转动模式、对应于第一转速的第一关机转动模式、对应于第二转速的第二关机转动模式及对应于第三转速的第三关机转动模式。其中，第一转速、第二转速、第三转速可以设置不同的转速值，以满足不同厂家、不同型号的服务器，进一步提高了可扩展性和通用性。
本申请对于这里的第一转速、第二转速、第三转速不作特别的限定，根据实际情况来定。
作为一种优选地实施例，指令输出模块1包括：
与开机正常转动模式对应地电源键；
分别与三个关机转动模式对应地按键。
具体地，在用户按下电源键时，指令输出模块2会接收到开机正常转动模式信号，然后输出与开机信号对应地第一电平至PWM脚、输出第二电平至TACH脚。在用户按下第一按键时，指令输出模块2会接收到第一关机转动模式信号，然后输出与第一关机转动模式信号对应地第一电平至PWM脚、输出第二电平至TACH脚。在用户按下第二按键时，指令输出模块2会会接收到第二关机转动模式信号，然后输出与第二关机转动模式信号对应地第一电平至PWM脚、输出第二电平至TACH脚。在用户按下第三按键时，指令输出模块2会会接收到第三关机转动模式信号，然后输出与第三关机转动模式信号对应地第一电平至PWM脚、输出第二电平至TACH脚。
此外，在实际应用中，用户可以根据实际需要安装一个或者多个按键，进一步提高了可扩展性和通用性。
作为一种优选地实施例，指令输出模块2为CPLD。
具体地，这里的CPLD可以但不仅限为服务器中已有的CPLD，一方面，服务器中的供电模块5在关机时也是为CPLD供电的，满足本申请中供电模块5需要一直为指令输出模块2供电的需求；另一方面，CPLD能够输出电平信号至各个转换模块与器件之间的开关，以控制供电模块5的上电时序，满足本申请中对供电模块5的控制需求以及输出电平至PWM脚和TACH脚的需求。可见，本实施例中，指令输出模块2可以利用服务器中已有的CPLD，进一步降低了硬件成本和开发成本。
作为一种优选地实施例，还包括：
控制端与CPLD的第一电平输出引脚连接、第一端分别与上拉电阻的第一端及PWM脚连接、第二端接地的第一开关；
第二端与供电模块5连接的上拉电阻；
控制端与CPLD的第二电平输出引脚连接、第一端与供电模块5连接、第二端分别与TACH脚及下拉电阻的第一端连接的第二开关；
第二端接地的下拉电阻。
为了增强CPLD输出的电平信号的驱动能力，本申请中，还在CPLD的输出端设置了上拉电阻和下拉电阻，从而提升CPLD的驱动能力，提高了风扇控制系统的控制可靠性和稳定性。
请参照图2，图2为本发明提供的一种风扇控制方法的流程图，该方法应用于如上述的风扇控制系统，包括：
S11：指令输出模块1输出模式控制指令；其中，模式控制指令包括开机模式指令和关机模式指令；
S12：指令输出模块2在接收到模式控制指令时，根据模式控制指令先输出第一电平至PWM脚、输出第二电平至TACH脚，再控制供电模块5为处理器3和驱动器4供电；
S13：处理器3在其上电后根据第一电平及第二电平确定风扇的模式，并根据风扇的模式对风扇进行相应地转速控制。
对于本发明提供的风扇控制方法的风扇控制原理的介绍请参照上述系统实施例，本发明在此不再赘述。
本发明还提供了一种服务器，包括风扇和如上述的风扇控制系统。
对于本发明提供的服务器的风扇控制原理的介绍请参照上述系统实施例，本发明在此不再赘述。
需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业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，在其他实施例中实现。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 (9)

1.一种风扇控制系统，应用于服务器，其特征在于，包括处理器、驱动器、在开机和关机时均为电平控制模块供电的供电模块及用于输出模式控制指令的指令输出模块；其中，所述模式控制指令包括开机模式指令和关机模式指令；还包括：
分别与所述指令输出模块、所述供电模块、所述处理器的PWM脚及TACH pin脚连接的所述电平控制模块，用于在接收到所述模式控制指令时，根据所述模式控制指令先输出第一电平至所述PWM脚、输出第二电平至所述TACH脚，再控制所述供电模块为所述处理器和所述驱动器供电；
所述处理器用于在其上电后根据所述第一电平及第二电平确定风扇的模式，并根据所述风扇的模式通过所述驱动器对所述风扇进行相应地转速控制。
2.如权利要求1所述的风扇控制系统，其特征在于，所述电平控制模块具体用于在接收到所述开机模式指令或者所述关机模式指令时，输出第一预设时长的第一电平至所述PWM脚且输出第一预设时长的第二电平至所述TACH脚；在输出所述第一电平和所述第二电平的过程中控制所述供电模块为所述处理器和所述驱动器供电。
3.如权利要求1所述的风扇控制系统，其特征在于，所述电平控制模块具体用于在接收到所述关机模式指令时，持续输出第一电平至所述PWM脚且输出第二电平至所述TACH脚；且在输出第一电平至所述PWM脚且输出第二电平至所述TACH脚后控制所述供电模块为所述处理器和所述驱动器供电。
4.如权利要求2或3所述的风扇控制系统，其特征在于，所述风扇的模式包括开机正常转动模式、对应于第一转速的第一关机转动模式、对应于第二转速的第二关机转动模式及对应于第三转速的第三关机转动模式。
5.如权利要求4所述的风扇控制系统，其特征在于，所述指令输出模块包括：
与所述开机正常转动模式对应地电源键；
分别与三个关机转动模式对应地按键。
6.如权利要求4所述的风扇控制系统，其特征在于，所述电平控制模块为CPLD。
7.如权利要求6所述的风扇控制系统，其特征在于，还包括：
控制端与所述CPLD的第一电平输出引脚连接、第一端分别与上拉电阻的第一端及所述PWM脚连接、第二端接地的第一开关；
第二端与所述供电模块连接的所述上拉电阻；
控制端与所述CPLD的第二电平输出引脚连接、第一端与所述供电模块连接、第二端分别与所述TACH脚及下拉电阻的第一端连接的第二开关；
第二端接地的所述下拉电阻。
8.一种风扇控制方法，其特征在于，应用于如权利要求1-7任一项所述的风扇控制系统，包括：
指令输出模块输出模式控制指令；其中，所述模式控制指令包括开机模式指令和关机模式指令；
电平控制模块在接收到所述模式控制指令时，根据所述模式控制指令先输出第一电平至所述PWM脚、输出第二电平至所述TACH脚，再控制所述供电模块为所述处理器和所述驱动器供电；
处理器在其上电后根据所述第一电平及所述第二电平确定风扇的模式，并根据所述风扇的模式对所述风扇进行相应地转速控制。
9.一种服务器，其特征在于，包括风扇和如权利要求1-7任一项所述的风扇控制系统。
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