CN110502087B

CN110502087B - 一种服务器防烧板系统及工作方法

Info

Publication number: CN110502087B
Application number: CN201910654785.7A
Authority: CN
Inventors: 孙辉
Original assignee: Tencent Technology Shenzhen Co Ltd
Current assignee: Tencent Technology Shenzhen Co Ltd
Priority date: 2019-07-19
Filing date: 2019-07-19
Publication date: 2022-06-10
Anticipated expiration: 2039-07-19
Also published as: CN110502087A

Abstract

本发明提出了一种服务器防烧板系统及工作方法，该系统包括电源模块、防烧板芯片、BMC和CPLD；电源模块将输出的电源通过并联电阻为服务器不同部位供电；防烧板芯片分别与电阻的输出和输出端相连；防烧板芯片与CPLD相连；CPLD与BMC相连,BMC还与防烧板芯片和电源模块相连；当任意供电线路出现过流，防烧板芯片输出停止运行信号给CPLD；CPLD在接收到后，发送中断信号给BMC，BMC判断出现过流的地址，并保存日志还发送电源关闭指令给电源模块。基于本发明提出的系统，还提出了一种防烧板的工作方法。本发明增加防烧板芯片，可快速定位并记录异常位置，同时关闭电源输出电压，防止异常现象导致的烧板现象。

Description

一种服务器防烧板系统及工作方法

技术领域

本发明属于服务器供电技术领域，特别涉及一种服务器防烧板系统及工作方法。

背景技术

服务器使用中，往往出现各种各样的烧板现象，小到电子元器件的烧毁，大到整个服务器着火，无论何种烧板现象，都对服务器的使用带来严重影响，对使用者造成重大损失。导致服务器发生烧板现象的原因有很多，PCB制程不良、电子元器件损坏或异常、工作环境超出元器件标准、连接器接触不良、元器件到达使用寿命、散热较差等原因都有机会导致服务器烧板，而通常烧板现象比较难以复现。对于服务器设计人员而言，往往分析起来非常困难，烧板现象无法百分百复现，特别是烧毁程度较为严重的板卡，原因定位比较困难。解决烧板问题成为服务器研发人员的重要工作之一。

服务器发生烧板现象的位置往往为12V电压供电链路，现有的服务器设计中，针对防止服务器烧板的功能并没有特殊的设计，通常是利用服务器PSU电源自带的过流保护功能进行保护：当PSU电源输出电流大于PSU内部设定过流点时触发PSU电源过流保护，PSU电源将不再输出电压，以此起到保护作用。现有的设计方案利用PSU电源自带过流保护功能进行保护，由于PSU电源内部的过流保护点设定较高，通常是PSU输出功率的1.4倍。当系统内部某一点工作电流过大，堆积温度过高导致此处发生短路或元器件损坏等异常现象时，异常现象产生的大电流在达到PSU过流保护点前，此处堆积温度已经超出元器件或PCB的着火点，导致烧板现象发生。对服务器系统产生不可恢复性破坏，由于PSU电源内部过流保护点过大，PSU电源内部过流保护功能无法起到有效保护的作用。如图1给出了目前造成烧板的成因示意图；导致烧板现象发生的原因有很多，这些原因的直接体现形式相同，都会导致电流过大温度过高现象，进而触发烧板现象发生。

发明内容

本发明提出了一种服务器防烧板系统及工作方法，增加防烧板芯片，用来设置各路12V电压过流保护点，一旦发生异常现象，可快速定位并记录异常位置，同时快速关闭PSU电源输出电压，防止异常现象导致的烧板现象。

为了实现上述目的，本发明提出了一种服务器防烧板系统及工作方法。该系统包括电源模块、防烧板芯片、BMC和CPLD；

所述电源模块将输出的12V电源通过若干并联电阻为服务器不同部位供电；所述防烧板芯片通过差分线分别与所述电阻的输出和输出端相连，用于监控供电线路的工作电流；所述防烧板芯片通过GPIO信号与CPLD相连；所述CPLD通过GPIO信号与BMC相连；所述BMC还通过I2C信号与防烧板芯片和电源模块相连；当任意供电线路的出现过流，防烧板芯片输出shutdown信号给CPLD；所述CPLD在接收到shutdown信号后，发送中断信号给BMC；所述BMC在接收到中断信号后，则判断出现过流的地址，并保存日志到BMC中；所述BMC还通过I2C信号发送电源关闭指令给电源模块。

进一步的，所述防烧板芯片采用MAX34409芯片。

进一步的，所述MAX34409芯片通过IN+引脚与电阻的输入端相连，通过IN-引脚与所述电阻的输出端相连；所述MAX34409芯片通过SHTDN引脚与CPLD相连；所述MAX34409芯片通过SDA引脚和SCL引脚与BMC相连。

进一步的，所述电阻的数量范围为[1,4]。

进一步的，所述系统还包括N个防烧板芯片；所述N为大于1的正整数；

所述电源模块将输出的第N个12V电源分别通过若干并联电阻为服务器不同部位供电；所述N个防烧板芯片分别通过差分线与电阻的输出和输出端相连，用于监控供电线路的工作电流；所述N个防烧板芯片通过GPIO信号与CPLD相连。

进一步的，所述BMC在接收到中断信号后，通过I2C信号访问寄存器来判断出现过流位于哪条供电线路；所述寄存器位于出现过流的供电线路所连接的防烧板芯片的内部。

一种服务器防烧板的工作方法，是基于一种服务器防烧板的系统实现的，包括以下步骤：

S1：防烧板芯片通过差分线获取流经电阻的电流值，并判断电流值是否超过供电线路的过流点；

S2：当任意供电线路的出现过流，防烧板芯片输出shutdown信号给CPLD；所述CPLD在接收到shutdown信号后，发送中断信号给BMC；

S3：所述BMC在接收到中断信号后，则判断出现过流的地址，并保存日志到BMC中；所述BMC还通过I2C信号发送电源关闭指令给电源模块。

进一步的，在执行步骤S1之前还包括根据实际工作电流值设置不同的过流点；所述根据实际工作电流值设置不同的过流点的方法包括：使用防烧板芯片内部寄存器默认过流点Vsense，所述过流点的设置公式为Iocp＝Vsense/R；所述R为该路电阻阻值；

进一步的，在执行步骤S1之前还包括根据实际工作电流值设置不同的过流点；所述根据实际工作电流值设置不同的过流点的方法包括：BMC通过I2C走线修改防烧板芯片内部默认过流点；所述过流点的设置公式为：Iocp＝Vset/R；所述Vset为BMC修改后的电压准位；所述R为该路电阻阻值。

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：

本发明实施例提出了一种服务器防烧板系统及工作方法，该系统包括电源模块、防烧板芯片、BMC和CPLD；电源模块将输出的12V电源通过若干并联电阻为服务器不同部位供电；防烧板芯片通过差分线分别与电阻的输出和输出端相连，用于监控供电线路的工作电流；防烧板芯片通过GPIO信号与CPLD相连；CPLD通过GPIO信号与BMC相连BMC还通过I2C信号与防烧板芯片和电源模块相连；当任意供电线路的出现过流，防烧板芯片输出shutdown信号给CPLD；CPLD在接收到shutdown信号后，发送中断信号给BMC；BMC在接收到中断信号后，则判断出现过流的地址，并保存日志到BMC中；BMC还通过I2C信号发送电源关闭指令给电源模块。防烧板芯片采用MAX34409芯片。MAX34409芯片通过IN+引脚与电阻的输入端相连，通过IN-引脚与电阻的输出端相连；MAX34409芯片通过SHTDN引脚与CPLD相连；MAX34409芯片通过SDA引脚和SCL引脚与BMC相连。基于本发明提出的一种服务器防烧板系统，还提出了一种防烧板的工作方法。本发明将电源模块输出的12V电压进行多路分离，降低每一路12V电压的工作电流。同时，增加防烧板芯片，用来设置各路12V电压过流保护点，一旦发生异常现象，可快速定位并记录异常位置，同时快速关闭PSU电源输出电压，防止异常现象导致的烧板现象。可实现每一路12V电压的电流及功耗监控，更加方便的了解整个服务器的功耗分布。

附图说明

附图1是目前造成烧板的成因示意图；

附图2是本发明实施例1提出一种服务器防烧板系统结构示意图；

附图3是本发明实施例1提出的一种服务器防烧板系统中防烧板芯片结构图；

附图4是本发明实施例1提出的采用若干防烧板芯片组成的防烧板系统结构示意图；

附图5是本发明实施例1提出的一种服务器防烧板的工作方法流程图。

具体实施方式

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，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

实施例1

本发明实施例1提出了一种服务器防烧板系统及工作方法，

该系统包括电源模块、防烧板芯片、BMC和CPLD；

电源模块将输出的12V电源通过若干并联电阻为服务器不同部位供电；防烧板芯片通过差分线分别与电阻的输出和输出端相连，用于监控供电线路的工作电流；

防烧板芯片通过GPIO信号与CPLD相连；CPLD通过GPIO信号与BMC相连BMC还通过I2C信号与防烧板芯片和电源模块相连；当任意供电线路的出现过流，防烧板芯片输出shutdown信号给CPLD；CPLD在接收到shutdown信号后，发送中断信号给BMC；BMC在接收到中断信号后，则判断出现过流的地址，并保存日志到BMC中；BMC还通过I2C信号发送电源关闭指令给电源模块。

附图2是本发明实施例1提出一种服务器防烧板系统结构示意图；PSU电源输出12V电压经由精密电阻R1、R2、R3和R4为系统不同部位供电，流经精密电阻的电流将反馈为电压信号经由差分走线传输给防烧板芯片，防烧板芯片可以同时监控4路12V电压工作电流。

当任意一路12V电压的的工作电流超出设定保护点时，防烧板芯片将输出shutdown信号给CPLD，CPLD接收到该shutdown信号后，将发送Alert中断信号给BMC，BMC接收到此中断信号后，将通过I2C走线访问防烧板芯片内部相应寄存器，判断哪一路发生过流现象，并将此信息保存至BMC日志中，完成此动作后。

BMC将通过I2C走线发送Power off指令给PSU电源，关闭PSU电源输出12V电压，起到保护作用。

本发明中提出的防烧板芯片采用MAX34409芯片。每个防烧板支持连接的电阻数不超过4个。附图3是本发明实施例1提出的一种服务器防烧板系统中防烧板芯片结构图；

MAX34409芯片通过IN1+引脚与R1的输入端相连，通过IN1-引脚与R1的输出端相连；MAX34409芯片通过IN2+引脚与R2的输入端相连，通过IN1-引脚与R2的输出端相连；MAX34409芯片通过IN3+引脚与R3的输入端相连，通过IN3-引脚与R3的输出端相连；MAX34409芯片通过IN4+引脚与R4的输入端相连，通过IN4-引脚与R4的输出端相连；MAX34409芯片通过SHTDN引脚与CPLD相连；MAX34409芯片通过SDA引脚和SCL引脚与BMC相连。

本发明使用的防烧板芯片可同时监控4路12V电压的工作电流，分别流经每个电阻的电流反馈为电压值的计算公式为：

V＝I*R，其中I为流经电阻的电流值，R为电阻阻值。本发明实施例中R包括R1、R2、R3和R4。本发明保护的一个防烧板芯片所连接的电阻个数不局限于4个。

本发明还提出了采用多颗防烧板芯片，将每一路12V电压工作电流降低至不足以触发烧板发生的电流准位下的防烧板系统。附图4是本发明实施例1提出的采用若干防烧板芯片组成的防烧板系统结构示意图；该系统还包括N个防烧板芯片；其中N为大于1的正整数；

电源模块将输出的第N个12V电源分别通过若干并联电阻为服务器不同部位供电；N个防烧板芯片分别通过差分线与电阻的输出和输出端相连，用于监控供电线路的工作电流；N个防烧板芯片通过GPIO信号与CPLD相连；CPLD通过GPIO信号与BMC相连；

BMC在接收到中断信号后，通过I2C信号访问寄存器来判断出现过流位于哪条供电线路；寄存器位于出现过流的供电线路所连接的防烧板芯片的内部。

本发明提出一种服务器防烧板设计方案，可以同时监控每一路12V电压的工作电流和功率，BMC通过I2C走线可以读取防烧板芯片内部每一路反馈的电压值。

进而计算出每一路的电流和功率，可以更加简便的了解整个系统的功率分布，可以进一步进行功耗优化分析。功率计算公式为：

P＝12*Vs/R，其中Vs为BMC读取的反馈电压值，R为电阻阻值。

基于本发明提出的一种服务器防烧板系统，还提出了一种服务器防烧板的工作方法，包括以下步骤：

S2：当任意供电线路的出现过流，防烧板芯片输出shutdown信号给CPLD；CPLD在接收到shutdown信号后，发送中断信号给BMC；

S3：BMC在接收到中断信号后，则判断出现过流的地址，并保存日志到BMC中；BMC还通过I2C信号发送电源关闭指令给电源模块。

在执行步骤S1之前还包括还包括根据实际工作电流值设置不同的过流点；其中根据实际工作电流值设置不同的过流点的方法包括：第一种方法为使用防烧板芯片内部寄存器默认过流点Vsense，过流点的设置公式为Iocp＝Vsense/R；R为该路电阻阻值；

第二种方法为，BMC通过I2C走线修改防烧板芯片内部默认过流点；过流点的设置公式为：Iocp＝Vset/R；Vset为BMC修改后的电压准位；R为该路电阻阻值。

在步骤S501中，电阻将流经的电流值反馈为电压值传输给防烧板芯片；

在步骤S502中，电流值超过防烧板芯片设置的过流点；

在步骤S503中，防烧板芯片检测到过流现象后发送shutdown信号；

在步骤S504中，CPLD接收到shutdown信号信号后发出中断Alert信号；

在步骤S505中，BMC接收到CPLD发出的中断Alert信号后，访问防烧板芯片，判断出现过流的地址，并保存日志到BMC中；

在步骤S506中，BMC通过I2C信号发送电源关闭指令给电源模块。

以上内容仅仅是对本发明的结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims

1.一种服务器防烧板系统，其特征在于，包括：电源模块、防烧板芯片、BMC和CPLD；

所述电源模块将输出的12V电源通过若干并联电阻为服务器不同部位供电；所述防烧板芯片通过差分线分别与所述电阻的输出和输出端相连，用于监控供电线路的工作电流，判断电流值是否超过供电线路的过流点；所述防烧板芯片通过GPIO信号与CPLD相连；所述CPLD通过GPIO信号与BMC相连；所述BMC还通过I2C信号与防烧板芯片和电源模块相连；当所述防烧板芯片判断出任意供电线路出现过流，防烧板芯片输出shutdown信号给CPLD；所述CPLD在接收到shutdown信号后，发送中断信号给BMC；所述BMC在接收到中断信号后，通过I2C信号访问寄存器来判断出现过流位于哪条供电线路；判断出现过流的地址，并保存日志到BMC中；所述寄存器位于出现过流的供电线路所连接的防烧板芯片的内部，所述BMC还通过I2C信号发送电源关闭指令给电源模块；

所述过流点包括：所述防烧板芯片内部寄存器设置的过流点；

还包括：所述BMC基于修改后的电压准位，通过I2C走线修改所述防烧板芯片内部寄存器设置的过流点。

2.根据权利要求1所述的一种服务器防烧板系统，其特征在于，所述防烧板芯片采用MAX34409芯片。

3.根据权利要求2所述的一种服务器防烧板系统，其特征在于，所述MAX34409芯片通过IN+引脚与电阻的输入端相连，通过IN-引脚与所述电阻的输出端相连；所述MAX34409芯片通过SHTDN引脚与CPLD相连；所述MAX34409芯片通过SDA引脚和SCL引脚与BMC相连。

4.根据权利要求3所述的一种服务器防烧板系统，其特征在于，所述电阻的数量范围为[1,4]。

5.根据权利要求4所述的一种服务器防烧板系统，其特征在于，所述系统还包括N个防烧板芯片；所述N为大于1的正整数；

6.一种服务器防烧板的工作方法，是基于权利要求1至5任意一项所述一种服务器防烧板的系统实现的，其特征在于，包括以下步骤：

S 1：防烧板芯片通过差分线获取流经电阻的电流值，并判断电流值是否超过供电线路的过流点；

S2：当所述防烧板芯片判断出任意供电线路出现过流，防烧板芯片输出shutdown信号给CPLD；所述CPLD在接收到shutdown信号后，发送中断信号给BMC；

S3：所述BMC在接收到中断信号后，通过I2C信号访问寄存器来判断出现过流位于哪条供电线路；判断出现过流的地址，并保存日志到BMC中；所述寄存器位于出现过流的供电线路所连接的防烧板芯片的内部，所述BMC还通过I2C信号发送电源关闭指令给电源模块；

7.根据权利要求6所述的一种服务器防烧板的工作方法，其特征在于，在执行步骤S1之前还包括根据实际工作电流值设置不同的过流点；所述根据实际工作电流值设置不同的过流点的方法包括：使用防烧板芯片内部寄存器默认过流点Vsense，所述过流点的设置公式为Iocp＝Vsense/R；所述R为该路电阻阻值。

8.根据权利要求6所述的一种服务器防烧板的工作方法，其特征在于，所述BMC基于修改后的电压准位，通过I2C走线修改所述防烧板芯片内部寄存器设置的过流点包括：BMC通过I2C走线修改防烧板芯片内部默认过流点；所述过流点的设置公式为：Iocp＝Vset/R；所述Vset为BMC修改后的电压准位；所述R为该路电阻阻值。