CN110469529B - 服务器风扇控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种服务器风扇控制系统包括风扇、可程序化逻辑装置以及至少一服务器节点。服务器节点具有基板管理控制器，且与可程序化逻辑装置耦接，而可程序化逻辑装置与风扇耦接。当基板管理控制器运作正常时产生心跳信号，并透过I2C界面传送风扇控制资料至可程序化逻辑装置。当可程序化逻辑装置侦测到心跳信号而判断基板管理控制器运作正常，可程序化逻辑装置则根据基板管理控制器传送的风扇控制资料产生脉冲调变信号来驱动风扇。反之，则依据可程序化逻辑装置内存储器单元的预设风扇控制资料产生脉冲调变信号来驱动风扇。

Description

服务器风扇控制系统

技术领域

本发明是有关于一种服务器风扇控制系统，特别是一种用于控制具有多服务器节点的机箱风扇的服务器风扇控制系统。

背景技术

一般来说，为了避免服务器在运作期间过热，设置有多个服务器节点的机箱上都会设置有风扇来进行散热，机箱内的风扇大多是透过机箱管理控制器(ChassisManagement Controller；CMC)来控制。目前，部分服务器机箱的设计中，亦省略了机箱管理控制器，而透过服务器节点上的基板管理控制器(Baseboard Management Controller；BMC)来控制机箱的风扇，藉此来减少机箱管理控制器的布线设计以及相关成本。然而，为了让每个服务器节点的基板管理控制器能够监控风扇的状态，机箱上的每个风扇需提供转速信号给各个节点的基板管理控制器，而随着服务器节点数量的增加，不只是风扇的基板上需要相应地增加更多的缓冲器，电路布线也变得更为复杂。

另一方面，当服务器节点发生异常而无法控制风扇时，传统上的设计方式并无法在基板管理控制器故障时，有效地依据实际情况来调整风扇的转速，而使得整个服务器的散热出现问题。为了改善以上问题，需要一种用于控制具有多服务器节点的机箱风扇的服务器风扇控制系统。

发明内容

本发明要解决的技术问题是在于提供一种用于控制具有多服务器节点的机箱风扇的服务器风扇控制系统。

为解决该技术问题，一种服务器风扇控制系统，包括:一风扇；一可程序化逻辑装置，耦接至该风扇，并产生一脉冲调变信号来驱动该风扇；以及一第一服务器节点，具有一第一基板管理控制器与该可程序化逻辑装置耦接，该第一基板管理控制器于运作正常时产生一第一心跳信号，以及透过I2C界面传送一第一风扇控制资料至该可程序化逻辑装置，其中，该可程序化逻辑装置具有一第一暂存器，当该可程序化逻辑装置接收到该第一风扇控制资料后，该可程序化逻辑装置将该第一风扇控制资料储存于该第一暂存器中；其中，该可程序化逻辑装置侦测该第一心跳信号以判断该第一基板管理控制器是否运作正常，当该可程序化逻辑装置判断该第一基板管理控制器运作正常时，该可程序化逻辑装置根据该第一暂存器所储存的该第一风扇控制资料产生该脉冲调变信号。

优选地，该可程序化逻辑装置更在一检测周期中透过I2C界面传送一第一测试信号至该第一基板管理控制器，并判断是否于该检测周期中接收到该第一基板管理控制器的一第一回应测试信号；其中，当该可程序化逻辑装置有侦测到该第一心跳信号且于该检测周期中有接收到该第一回应测试信号时，则该可程序化逻辑装置判断该第一基板管理控制器运作正常；以及当该可程序化逻辑装置未于该检测周期中侦测到该第一心跳信号或未接收到该第一回应测试信号时，则该可程序化逻辑装置判断该第一基板管理控制器运作异常。

优选地，该服务器风扇控制系统还包括有一第二服务器节点，具有一第二基板管理控制器与该可程序化逻辑装置耦接，该第二基板管理控制器于运作正常时产生一第二心跳信号，以及透过I2C界面传送一第二风扇控制资料至该可程序化逻辑装置；其中，该可程序化逻辑装置还具有一第二暂存器，当该可程序化逻辑装置接收到该第二风扇控制资料后，该可程序化逻辑装置将该第二风扇控制资料储存于该第二暂存器中；其中，当该可程序化逻辑装置判断该第一基板管理控制器以及该第二基板管理控制器运作皆正常时，该可程序化逻辑装置根据该第一暂存器所储存的该第一风扇控制资料以及该第二暂存器所储存的该第二风扇控制资料产生该脉冲调变信号以驱动该风扇。此外，该风扇更传送一转速信号至该可程序化逻辑装置，该可程序化逻辑装置将该转速信号转换为一转速资料，并透过I2C界面将该转速资料传送至该第一基板管理控制器，该第一基板管理控制器更根据该转速资料产生第一风扇控制资料。

优选地，该可程序化逻辑装置更在一检测周期中透过I2C界面传送一第二测试信号至该第二基板管理控制器，并判断是否在该检测周期中接收到该第二基板管理控制器的一第二回应测试信号。此外，当该可程序化逻辑装置有侦测到该第二心跳信号且于该检测周期中有接收到该第二回应测试信号时，则该可程序化逻辑装置判断该第二基板管理控制器运作正常；以及当该可程序化逻辑装置未于该检测周期中有侦测到该第二心跳信号或未接收到该第二回应测试信号时，则该可程序化逻辑装置判断该第二基板管理控制器运作异常。

此外，该可程序化逻辑装置还具有一存储器单元用以储存一预设风扇控制资料。当该可程序化逻辑装置判断该第一基板管理控制器以及该第二基板管理控制器皆运作异常时，该可程序化逻辑装置根据该存储器单元的该预设风扇控制资料产生该脉冲调变信号以驱动该风扇。

优选地，该服务器风扇控制系统还包括有一温度感测单元与该可程序化逻辑装置耦接，并根据温度传送一温度资料至该可程序化逻辑装置。此外，当该可程序化逻辑装置判断该第一基板管理控制器以及该第二基板管理控制器皆运作异常时，该可程序化逻辑装置根据该温度感测单元的该温度资料产生该脉冲调变信号以驱动该风扇。

优选地，该风扇更传送一转速信号至该可程序化逻辑装置，该可程序化逻辑装置将该转速信号转换为一转速资料，并透过I2C界面将该转速资料传送至该第一基板管理控制器，该第一基板管理控制器更根据该转速资料产生第一风扇控制资料。

优选地，该可程序化逻辑装置具有一存储器单元储存有一初始风扇控制资料。此外，当该可程序化逻辑装置上电后，该可程序化逻辑装置根据该存储器单元所储存的该初始风扇控制资料产生该脉冲调变信号，并判断该第一基板管理控制器是否已运作正常。

相较于现有技术，本发明服务器风扇控制系统，藉由本发明的服务器风扇控制系统，除了让设置有风扇FAN1、FAN2的基板省去设置缓冲器(Buffer)以及相关布线而增加了电路设计的弹性之余，当基板管理控制器BMC1、BMC2发生故障而无法正常地控制风扇时，可程序化逻辑装置更主动地接管风扇的控制，并且依据实际温度状况来调整风扇的转速，而使得服务器的散热更加地有效率。

【附图说明】

图1是显示根据本发明一实施例所述的服务器风扇控制系统的示意图。

【具体实施方式】

图1是显示根据本发明一实施例所述是服务器风扇控制系统10的示意图。请参阅图1所示，服务器风扇控制系统10包括服务器节点N1、N2以及基板100。服务器节点N1包括基板管理控制器BMC1，而服务器节点N2包括基板管理控制器BMC2。基板100包括可程序化逻辑装置(CPLD)110、风扇FAN1、FAN2以及温度感测单元TS。于本实施例中，服务器风扇控制系统10被设置于同一服务器机箱(Chassis)内。应了解到，为了简化说明，说明书中仅以二个服务器节点N1、N2作为举例，在不偏离本发明的原则下，任意数量的节点皆应包括在本发明的实施例中。相似地，风扇FAN1、FAN2说明书中仅以二个服务器节点N1、N2作为举例，任意数量的风扇皆应包括在本发明的实施例中。

于本实施例中，可程序化逻辑装置110包括暂存器R1、R2以及存储器单元MEM。应了解到，暂存器R1、R2以及存储器单元MEM仅用以方便说明，并非限制为分开的暂存器或存储器，亦可为可程序化逻辑装置110中暂存器或存储器内各别的储存区块。

服务器节点N1、N2分别具有基板管理控制器BMC1、BMC2。服务器节点N1的基板管理控制器BMC1透过集成电路总线界面(I2C界面)与可程序化逻辑装置110的一接脚P1通信连接，且基板管理控制器BMC1于运作正常时还提供心跳信号HB1至可程序化逻辑装置110另一接脚P3，可程序化逻辑装置110则可根据是否接收到心跳信号HB1来判断基板管理控制器BMC1的风扇控制功能是否运作正常。举例来说，于预定的判断期间内，可程序化逻辑装置110有持续接收到心跳信号HB1，则可判断基板管理控制器BMC1的风扇控制功能运作正常，反之，于该预定的判断期间内，可程序化逻辑装置110未接收到心跳信号HB1，则判断基板管理控制器BMC1的风扇控制功能运作异常。

相似地，服务器节点N2的基板管理控制器BMC2亦透过I2C界面与可程序化逻辑装置110的一接脚P2通信连接，且基板管理控制器BMC2于运作正常时还提供心跳信号HB2至可程序化逻辑装置110另一接脚P4，可程序化逻辑装置110则可根据心跳信号HB2来判断基板管理控制器BMC2的风扇控制功能是否运作正常。举例来说，于预定的判断期间内，可程序化逻辑装置110有持续接收到心跳信号HB2，则可判断基板管理控制器BMC2的风扇控制功能运作正常，反之，于该预定的判断期间内，可程序化逻辑装置110未接收到心跳信号HB2，则判断基板管理控制器BMC2的风扇控制功能运作异常。

于本实施例中，可程序化逻辑装置110将风扇FAN1、FAN2所产生的转速信号TACH1、TACH2转换为转速资料并透过I2C界面传送至基板管理控制器BMC1、BMC2。于本实施例中，可程序化逻辑装置110亦将温度感测单元TS所传送的温度资料透过I2C界面传送至基板管理控制器BMC1、BMC2。藉此，基板管理控制器BMC1、BMC2则可依据可程序化逻辑装置110回传的风扇转速资料以及温度资料来判别风扇是否故障或是服务器温度过热等状况，并相应地产生风扇控制资料C1、C2以决定风扇FAN1、FAN2的转速。可以了解到，透过本发明的方式，风扇的转速信号TACH1、TACH2则不需要再直接连接至基板管理控制器BMC1、BMC2，使得节点N1、N2上的电路布线可以更为精简，且基板100上也不需要再为了基板管理控制器BMC1、BMC2设置缓冲器(Buffer)来缓冲风扇的转速信号TACH1、TACH2，也让基板上的布线更为精简，减少了成本之外，也让基板上的电路设计更具弹性。

于本实施例中，基板管理控制器BMC1、BMC2的风扇控制功能运作正常时，基板管理控制器BMC1、BMC2将根据自身运作状态、自身温度感测单元的温度资料(未显示)、或根据可程序化逻辑装置110回传的温度资料、风扇转速资料等来产生风扇控制资料C1、C2(例如，转速值或工作周期等)，并透过I2C界面传送风扇控制资料C1、C2至可程序化逻辑装置110。

此外，可程序化逻辑装置110接收到基板管理控制器BMC1的风扇控制资料C1后，将基板管理控制器BMC1的风扇控制资料C1储存于暂存器R1中，相似地，可程序化逻辑装置110接收到基板管理控制器BMC2的风扇控制资料C2后，将基板管理控制器BMC2的风扇控制资料C2储存于暂存器R2中。

于本实施例中，可程序化逻辑装置110持续地以一预定的判断期间来判断基板管理控制器BMC1及BMC2的风扇控制功能是否运作正常，并且根据基板管理控制器BMC1及BMC2的运作状态来决定驱动风扇FAN1、FAN2的方式。举例来说，当可程序化逻辑装置110判断基板管理控制器BMC1及BMC2的风扇控制功能皆运作正常时，可程序化逻辑装置110则根据暂存器R1、R2中所储存的风扇控制资料C1、C2来产生脉冲调变信号PWM1、PWM2以驱动风扇FAN1、FAN2。于本实施例中，可程序化逻辑装置110可比较暂存器R1、R2中的风扇控制资料C1、C2所指示的转速值或工作周期，并以风扇控制资料C1、C2所指示的转速值或工作周期的较大者来产生脉冲调变信号PWM1、PWM2，使得风扇FAN1、FAN2的转速皆不低于基板管理控制器BMC1及BMC2的需求。

另一方面，当可程序化逻辑装置110判断基板管理控制器BMC1的风扇控制功能运作正常，而BMC2的风扇控制功能运作异常时，可程序化逻辑装置110则仅根据暂存器R1中所储存的风扇控制资料C1来产生脉冲调变信号PWM1、PWM2以驱动风扇FAN1、FAN2。反之，当可程序化逻辑装置110判断基板管理控制器BMC2的风扇控制功能运作正常，而BMC1的风扇控制功能运作异常时，可程序化逻辑装置110则仅根据暂存器R2中所储存的风扇控制资料C2来产生脉冲调变信号PWM1、PWM2以驱动风扇FAN1、FAN2。

于本实施例中，可程序化逻辑装置110的存储器MEM中储存有预设风扇控制资料，当可程序化逻辑装置110判断基板管理控制器BMC1、BMC2的风扇控制功能皆运作异常时，可程序化逻辑装置110则根据存储器MEM中储存的预设风扇控制资料来产生脉冲调变信号PWM1、PWM2以驱动风扇FAN1、FAN2。

于另一实施例中，可程序化逻辑装置110与温度感测单元TS耦接，温度感测单元TS根据所感测到的温度传送相应的温度资料至可程序化逻辑装置110。藉此，当可程序化逻辑装置110判断基板管理控制器BMC1、BMC2的风扇控制功能皆运作异常时，可程序化逻辑装置110则可根据温度感测单元TS的温度资料来产生脉冲调变信号PWM1、PWM2以驱动风扇FAN1、FAN2。举例来说，当温度感测单元TS的温度资料所指示的温度越高时，可程序化逻辑装置110产生具有更高工作周期的脉冲调变信号PWM1、PWM2，以使风扇FAN1、FAN2提供较大的转速来散热。

应了解到，当基板管理控制器BMC1的主要处理模块运作正常时，即使相关于I2C界面的信号总线传输模块运作异常，可程序化逻辑装置110仍可侦测到心跳信号HB1。然而，在此状态下，可程序化逻辑装置110仍可能因为用于传输风扇控制资料C1的I2C界面的信号总线的异常而无法正确地取得基板管理控制器BMC1的风扇控制资料C1。因此，于本实施例中，可程序化逻辑装置110还周期性地判断I2C界面的资料传输是否正常，可程序化逻辑装置110在一检测周期中透过I2C界面传送测试信号至基板管理控制器BMC1，并判断在该检测周期中是否由I2C界面接收到基板管理控制器BMC1的相应该测试信号的回应测试信号，藉此判断基板管理控制器BMC1的I2C界面的信号总线输出模块运作是否异常。于本实施例中，可程序化逻辑装置110不只周期性地判断是否接收到基板管理控制器BMC1的回应测试信号，也周期性地判断是否到心跳信号HB1，当可程序化逻辑装置110没有周期性地接收到基板管理控制器BMC1的回应测试信号或没有周期性地接收到心跳信号HB1时，则判断基板管理控制器BMC1的风扇控制功能运作异常。为避免其判断过于敏感，或因基板管理控制器BMC1传送延迟/失误，造成可程序化逻辑装置110过度的切换风扇的控制权，于本实施例中，可程序化逻辑装置110可设置为在连续数个检测周期皆判断未接收到回应测试信号时，才判定基板管理控制器BMC1的风扇控制功能运作异常，也就是说在执行判定基板管理控制器BMC1及BMC2的风扇控制功能是否运作正常的一个预定的判断期间可能包括多个用以判断基板管理控制器BMC1的I2C界面的信号总线输出模块是否运作正常的检测周期。应了解到，判断回应测试信号与心跳信号HB1的检测周期以及判断时间点可不相同。相似地，基板管理控制器BMC2的风扇控制功能运作正常与否的判断亦同于基板管理控制器BMC1，不再多加赘述。

于本实施例中，可程序化逻辑装置110的存储器单元MEM还储存有初始风扇控制资料，当基板100上电刚启动，而基板管理控制器BMC1、BMC2的风扇控制功能皆未开始正常运作时，可程序化逻辑装置110先根据存储器单元所储存的初始风扇控制资料产生脉冲调变信号PWM1、PWM2以驱动风扇FAN1、FAN2，并且周期性地判断基板管理控制器BMC1、BMC2是否已正常运作。举例来说，当服务器上电，且服务器风扇控制系统10中的基板管理控制器BMC1、BMC2还尚未初始化完成而尚未开始分别输出心跳信号HB1及HB2时，可程序化逻辑装置110则因没有周期性地接收到心跳信号HB1及HB2，进而判断基板管理控制器BMC1、BMC2的风扇控制功能皆未正常运作，并根据存储器单元所储存的初始风扇控制资料产生脉冲调变信号PWM1、PWM2以驱动风扇FAN1、FAN2，并且继续周期性地判断基板管理控制器BMC1、BMC2的风扇控制功能是否已运作正常，直到侦测到基板管理控制器BMC1、BMC2任一者初始化完成而开始输出相应的心跳信号HB1或HB2，且信号总线输出模块运作正常而能正常执行风扇控制功能后，可程序化逻辑装置110才根据基板管理控制器BMC1或BMC2所产生的风扇控制资料C1或C2来产生脉冲调变信号PWM1、PWM2。此外，可程序化逻辑装置110仍继续根据该预定的判断期间以周期性地判断基板管理控制器BMC1、BMC2的风扇控制功能是否运作正常。

综上所述，藉由本发明的服务器风扇控制系统10，除了让设置有风扇FAN1、FAN2的基板100省去设置缓冲器(Buffer)以及相关布线而增加了电路设计的弹性之余，当基板管理控制器BMC1、BMC2发生故障而无法正常地控制风扇时，可程序化逻辑装置110更主动地接管风扇的控制，并且依据实际温度状况来调整风扇的转速，而使得服务器的散热更加地有效率。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，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以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种服务器风扇控制系统，其特征在于，包括：

一风扇；

一可程序化逻辑装置，耦接至该风扇，并产生一脉冲调变信号来驱动该风扇；以及

一第一服务器节点，具有一第一基板管理控制器与该可程序化逻辑装置耦接，该第一基板管理控制器于运作正常时产生一第一心跳信号，以及透过I2C界面传送一第一风扇控制资料至该可程序化逻辑装置，

该可程序化逻辑装置具有一第一暂存器，当该可程序化逻辑装置接收到该第一风扇控制资料后，该可程序化逻辑装置将该第一风扇控制资料储存于该第一暂存器中；

该可程序化逻辑装置侦测该第一心跳信号以判断该第一基板管理控制器是否运作正常，当该可程序化逻辑装置判断该第一基板管理控制器运作正常时，该可程序化逻辑装置根据该第一暂存器所储存的该第一风扇控制资料产生该脉冲调变信号；

该可程序化逻辑装置更在一检测周期中透过I2C界面传送一第一测试信号至该第一基板管理控制器，并判断是否于该检测周期中接收到该第一基板管理控制器的一第一回应测试信号；

当该可程序化逻辑装置有侦测到该第一心跳信号且于该检测周期中有接收到该第一回应测试信号时，则该可程序化逻辑装置判断该第一基板管理控制器运作正常；以及

当该可程序化逻辑装置未侦测到该第一心跳信号或未于该检测周期中接收到该第一回应测试信号时，则该可程序化逻辑装置判断该第一基板管理控制器运作异常。

2.根据权利要求1所述的服务器风扇控制系统，其特征在于，更包括：

一第二服务器节点，具有一第二基板管理控制器与该可程序化逻辑装置耦接，该第二基板管理控制器于运作正常时产生一第二心跳信号，以及透过I2C界面传送一第二风扇控制资料至该可程序化逻辑装置；

该可程序化逻辑装置还具有一第二暂存器，当该可程序化逻辑装置接收到该第二风扇控制资料后，该可程序化逻辑装置将该第二风扇控制资料储存于该第二暂存器中；

当该可程序化逻辑装置判断该第一基板管理控制器以及该第二基板管理控制器皆运作正常时，该可程序化逻辑装置根据该第一暂存器所储存的该第一风扇控制资料以及该第二暂存器所储存的该第二风扇控制资料产生该脉冲调变信号以驱动该风扇。

3.根据权利要求2所述的服务器风扇控制系统，其特征在于，该风扇更传送一转速信号至该可程序化逻辑装置，该可程序化逻辑装置将该转速信号转换为一转速资料，并透过I2C界面将该转速资料传送至该第二基板管理控制器，该第二基板管理控制器更根据该转速资料产生第二风扇控制资料。

4.根据权利要求2所述的服务器风扇控制系统，其特征在于，该可程序化逻辑装置更在一检测周期中透过I2C界面传送一第二测试信号至该第二基板管理控制器，并判断是否在该检测周期中接收到该第二基板管理控制器的一第二回应测试信号；

当该可程序化逻辑装置有侦测到该第二心跳信号且于该检测周期中有接收到该第二回应测试信号时，则该可程序化逻辑装置判断该第二基板管理控制器运作正常；以及

当该可程序化逻辑装置未侦测到该第二心跳信号或未于该检测周期中接收到该第二回应测试信号时，则该可程序化逻辑装置判断该第二基板管理控制器运作异常。

5.根据权利要求2所述的服务器风扇控制系统，其特征在于，该可程序化逻辑装置具有一存储器单元储存有一预设风扇控制资料，当该可程序化逻辑装置判断该第一基板管理控制器以及该第二基板管理控制器皆运作异常时，该可程序化逻辑装置根据该存储器单元的该预设风扇控制资料产生该脉冲调变信号以驱动该风扇。

6.根据权利要求2所述的服务器风扇控制系统，其特征在于，更包括：

一温度感测单元，与该可程序化逻辑装置耦接，并根据温度产生并传送一温度资料至该可程序化逻辑装置，

当该可程序化逻辑装置判断该第一基板管理控制器以及该第二基板管理控制器皆运作异常时，该可程序化逻辑装置根据该温度感测单元的该温度资料产生该脉冲调变信号以驱动该风扇。

7.根据权利要求1所述的服务器风扇控制系统，其特征在于，该风扇更传送一转速信号至该可程序化逻辑装置，该可程序化逻辑装置将该转速信号转换为一转速资料。

8.根据权利要求7所述的服务器风扇控制系统，其特征在于，该可程序化逻辑装置透过I2C界面将该转速资料传送至该第一基板管理控制器，该第一基板管理控制器更根据该转速资料产生该第一风扇控制资料。

9.根据权利要求1所述的服务器风扇控制系统，其特征在于，该可程序化逻辑装置具有一存储器单元储存有一初始风扇控制资料；

该可程序化逻辑装置上电后，该可程序化逻辑装置根据该存储器单元所储存的该初始风扇控制资料产生该脉冲调变信号，并判断该第一基板管理控制器是否已运作正常。

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