CN110985427A - 一种模块化风扇电路及控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种模块化风扇电路及控制方法，包括BMC和风扇，所述BMC用于侦测风扇TACH信号和控制风扇PWM信号，所述电路还包括第一控制模块、第二控制模块和选择模块，所述第一控制模块用于BMC正常工作时接收风扇TACH信号和输出风扇PWM信号，所述第二控制模块用于BMC异常时输出风扇PWM信号，所述选择模块用于第一控制模块和第二控制模块的切换。本发明实施例所述电路和控制方法，通过使用风扇控制芯片，CPLD的管脚和BMC的管脚占用量减少，模块化设计节省了程式设计的时间，减少了开发费用和现有风扇电路通用性差的问题。
Description
技术领域
本发明涉及服务器风扇控制技术领域，具体涉及一种模块化风扇电路及控制方法。
背景技术
随着Intel新一代Whitely平台的发布，边带和管理信号数量越来越多，CPLD和BMC需要处理的信号越来越多，造成GPIO管脚紧张。
当前风扇调控的主要方式是BMC通过侦测机箱内部各点的温度，使用PWM专用控制管脚控制风扇转速。如图1所示，PWM信号从BMC发出通过CPLD，再到风扇接口，当CPLD侦测到BMC挂死时，CPLD主动控制各个风扇，一般转速调整到80％或者100％转速(依据散热实际测试，满足最高的散热要求)。
如果有8个风扇，PWM信号就会占用CPLD 16个管脚，BMC也会占用8个PWM管脚和8个TACH管脚，造成BMC和CPLD管脚紧张。BMC和CPLD也因为大量的管脚编程，增加软件设计人员的工作量，硬件设计工程师也因为不同项目不同的GPIO管脚的线路，需要开发多种风扇线路模块；由于涉及多个BMC和CPLD的管脚，现有风扇电路通用性差，无法做到各个项目统一。当风扇有问题时，可能需要升级CPLD，造成工序增加，成本增加。
发明内容
本发明实施例中提供了一种模块化风扇电路及控制方法，用以解决新平台CPLD和BMC GPIO管脚严重不足，以及现有风扇电路通用性差的问题。
本发明实施例公开了如下技术方案：
本发明第一方面提供了一种模块化风扇电路，包括BMC和风扇，所述BMC用于侦测风扇TACH信号和控制风扇PWM信号，所述电路还包括第一控制模块、第二控制模块和选择模块，所述第一控制模块连接BMC、选择模块和风扇，所述第二控制模块连接BMC和选择模块，所述选择模块连接BMC和风扇，所述风扇有多路；
所述第一控制模块用于BMC正常工作时接收风扇TACH信号和输出风扇PWM信号，所述第二控制模块用于BMC异常时输出风扇PWM信号，所述选择模块用于第一控制模块和第二控制模块的切换。
进一步地，所述第一控制模块包括风扇控制芯片，所述风扇控制芯片的输入端连接风扇的TACH信号，所述风扇控制芯片的输出端连接选择模块输入端的PWM信号，所述风扇控制芯片的I2C端口连接BMC的I2C端口，所述风扇控制芯片有多路输入端和多路输出端；所述风扇控制芯片的输入端用于接收风扇TACH信号，风扇TACH信号通过所述风扇控制芯片的I2C端口传送给BMC，当BMC正常工作时，BMC将风扇PWM信号传送给所述风扇控制芯片，所述风扇控制芯片的输出端将风扇PWM信号发送给风扇。
进一步地，所述第二控制模块包括CPLD，所述CPLD的WDT端口连接BMC的BMC_WDT信号，所述CPLD的PWM_Safe_Duty端口连接选择模块；所述CPLD用于接收BMC发出的BMC_WDT信号，当BMC异常时，CPLD的PWM_Safe_Duty端口将风扇PWM信号发送给风扇。
进一步地，所述选择模块包括选择芯片，所述选择芯片的通道A连接CPLD的PWM_Safe_Duty端口，所述选择芯片的通道B连接风扇控制芯片的输出端，所述选择芯片的的选择通道连接BMC的BMC_WDT信号，所述选择芯片的输出端连接风扇的PWM信号，所述选择芯片的通道B为多路，所述选择芯片的输出端为多路；所述选择芯片的选择通道用于通道A和通道B的切换，当BMC正常工作时，BMC发出的BMC_WDT信号有效，所述选择芯片选择通道A导通，风扇PWM信号通过风扇控制芯片发送给风扇，当BMC异常时，BMC发出的BMC_WDT信号无效，所述选择芯片选择通道B导通，风扇PWM信号通过CPLD发送给风扇。
进一步地，所述BMC和风扇控制芯片的通信方式为I2C总线。
本发明第二方面提供了一种模块化风扇控制方法，包括：
电路上电后，BMC侦测风扇的转速TACH信号；
当BMC正常工作时，BMC控制风扇的转速PWM信号，风扇PWM信号通过第一控制模块发送给风扇；
当BMC异常时，风扇PWM信号通过第二控制模块发送给风扇。
进一步地，所述BMC正常工作时，BMC控制风扇的转速PWM信号，风扇PWM信号通过第一控制模块发送给风扇的过程为：
BMC正常工作时，BMC发出的BMC_WDT信号有效，选择芯片选择通道A导通，BMC将风扇PWM信号传送给所述风扇控制芯片，所述风扇控制芯片将风扇PWM信号发送给风扇。
进一步地，所述BMC异常时，风扇PWM信号通过第二控制模块发送给风扇的过程为：
BMC异常时，BMC发出的BMC_WDT信号无效，选择芯片选择通道B导通，CPLD的PWM_Safe_Duty端口将风扇PWM信号发送给风扇。
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：
1)本发明提供的一种模块化风扇电路及控制方法，通过使用风扇控制芯片，CPLD的管脚和BMC的管脚占用量大大减少，从之前的26个管脚，减少到现在只需要3或5个，减少了主板上BMC的PCB占用；并且无需通过升级CPLD解决风扇相关的Bug，减轻维护和售后的工作。
2)本发明提供的一种模块化风扇电路及控制方法，由于BMC走的是IIC总线通信，硬件方面可以进行模块化设计，使得此类风扇线路可以搭配不同的主板使用，同时CPLD仅需要控制两个管脚，也大大节省了程式设计的时间，减少了开发费用。
3)本发明提供的一种模块化风扇电路及控制方法，通过使用选择芯片，当BMC正常工作时，选择芯片选择通道A导通，BMC控制风扇PWM信号；当BMC异常时，选择芯片选择通道B导通，CPLD的PWM_Safe_Duty端口控制风扇PWM信号，在BMC正常工作情况下和异常情况下，电路都能实现对风扇转速的控制。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，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为本发明所述现有风扇电路图；
图2为本发明所述模块化风扇电路结构框图；
图3为本发明实施例所述模块化风扇电路图；
图4为本发明所述模块化风扇控制方法流程图。
具体实施方式
为了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。
如图2所示，为本发明模块化风扇电路结构框图，包括BMC(BMC，BaseboardManagement Controller，基板管理控制器，用于对服务器管理控制)、风扇、第一控制模块、第二控制模块和选择模块，第一控制模块连接BMC、选择模块和风扇，第二控制模块连接BMC和选择模块，选择模块连接BMC和风扇，风扇有多路。
BMC(Aspeed，AST2500A2-GP)用于侦测风扇TACH信号(TACH，tachometer，风扇转速)和控制风扇PWM信号(PWM，Pulse Width Modulation，用于对服务器风扇进行控制)，第一控制模块用于BMC正常工作时接收风扇TACH信号和输出风扇PWM信号，第二控制模块用于BMC异常时输出风扇PWM信号，选择模块用于第一控制模块和第二控制模块的切换。
如图3所示，为本发明模块化风扇电路图，第一控制模块包括风扇控制芯片，风扇控制芯片的输入端连接风扇的TACH信号，风扇控制芯片的输出端连接选择模块输入端的PWM信号，风扇控制芯片的I2C端口连接BMC的I2C端口，风扇控制芯片有多路输入端和多路输出端；风扇控制芯片的输入端用于接收风扇TACH信号，风扇TACH信号通过风扇控制芯片的I2C端口传送给BMC，当BMC正常工作时，BMC将风扇PWM信号传送给风扇控制芯片，风扇控制芯片的输出端将风扇PWM信号发送给风扇。
风扇控制芯片的型号为ON corp.ADT7462，BMC通过I2C总线连接到风扇控制MCU，通过改写MCU内部寄存器的方式进行风扇调控(风扇控制芯片不需具有中断响应功能或可编程功能)。
第二控制模块包括CPLD(CPLD，Complex Programmable Logic Device，一种管理芯片，用于管理服务器主板上下电时序和协助BMC进行其他管理工作)，CPLD的WDT端口连接BMC的BMC_WDT信号，CPLD的PWM_Safe_Duty端口连接选择模块；CPLD用于接收BMC发出的BMC_WDT信号，当BMC异常时，CPLD的PWM_Safe_Duty端口将风扇PWM信号发送给风扇。
CPLD的型号为Lattice LXO2或LXO3系列，例如LXO2-1200HC。
选择模块包括选择芯片(74CBTLV3257D)，选择芯片的通道A连接CPLD的PWM_Safe_Duty端口，选择芯片的通道B连接风扇控制芯片的输出端，选择芯片的的选择通道连接BMC的BMC_WDT信号，选择芯片的输出端连接风扇的PWM信号，选择芯片的通道B为多路，选择芯片的输出端为多路。
选择芯片的选择通道用于通道A和通道B的切换：
当BMC正常工作时，BMC发出的BMC_WDT信号有效，选择芯片选择通道A导通，BMC通过I2C总线侦测主板上各个节点的风扇转速TACH信号，并通过I2C总线动态的调整风扇转速PWM，选通芯片选择到通道B来控制风扇转速；
当BMC异常时，BMC发出的BMC_WDT信号无效，选择芯片选择通道B导通，由于BMC输出的喂狗信号BMC_WDT异常，CPLD侦测到异常的BMC_WDT后，会输出一个满足散热的安全转速，选通芯片会选择到通道A来控制风扇转速；
当BMC_WDT恢复后，再切换到通道A开控制风扇转速。
如图4所示，为本发明所述模块化风扇控制方法流程图，包括：
电路上电后，BMC侦测风扇的转速TACH信号；
当BMC正常工作时，BMC控制风扇的转速PWM信号，风扇PWM信号通过第一控制模块发送给风扇；
当BMC异常时，风扇PWM信号通过第二控制模块发送给风扇。
BMC正常工作时，BMC控制风扇的转速PWM信号，风扇PWM信号通过第一控制模块发送给风扇的过程为：BMC正常工作时，BMC发出的BMC_WDT信号有效，选择芯片选择通道A导通，BMC将风扇PWM信号传送给风扇控制芯片，风扇控制芯片将风扇PWM信号发送给风扇。
BMC异常时，风扇PWM信号通过第二控制模块发送给风扇的过程为：BMC异常时，BMC发出的BMC_WDT信号无效，选择芯片选择通道B导通，CPLD的PWM_Safe_Duty端口将风扇PWM信号发送给风扇。
以上所述只是本发明的优选实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也被视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种模块化风扇电路，包括BMC和风扇，所述BMC用于侦测风扇TACH信号和控制风扇PWM信号，其特征在于，所述电路还包括第一控制模块、第二控制模块和选择模块，所述第一控制模块连接BMC、选择模块和风扇，所述第二控制模块连接BMC和选择模块，所述选择模块连接BMC和风扇，所述风扇有多路；
所述第一控制模块用于BMC正常工作时接收风扇TACH信号和输出风扇PWM信号，所述第二控制模块用于BMC异常时输出风扇PWM信号，所述选择模块用于第一控制模块和第二控制模块的切换。
2.根据权利要求1所述的一种模块化风扇电路，其特征在于，所述第一控制模块包括风扇控制芯片，所述风扇控制芯片的输入端连接风扇的TACH信号，所述风扇控制芯片的输出端连接选择模块输入端的PWM信号，所述风扇控制芯片的I2C端口连接BMC的I2C端口，所述风扇控制芯片有多路输入端和多路输出端；所述风扇控制芯片的输入端用于接收风扇TACH信号，风扇TACH信号通过所述风扇控制芯片的I2C端口传送给BMC，当BMC正常工作时，BMC将风扇PWM信号传送给所述风扇控制芯片，所述风扇控制芯片的输出端将风扇PWM信号发送给风扇。
3.根据权利要求1所述的一种模块化风扇电路，其特征在于，所述第二控制模块包括CPLD，所述CPLD的WDT端口连接BMC的BMC_WDT信号，所述CPLD的PWM_Safe_Duty端口连接选择模块；所述CPLD用于接收BMC发出的BMC_WDT信号，当BMC异常时，CPLD的PWM_Safe_Duty端口将风扇PWM信号发送给风扇。
4.根据权利要求1所述的一种模块化风扇电路，其特征在于，所述选择模块包括选择芯片，所述选择芯片的通道A连接CPLD的PWM_Safe_Duty端口，所述选择芯片的通道B连接风扇控制芯片的输出端，所述选择芯片的的选择通道连接BMC的BMC_WDT信号，所述选择芯片的输出端连接风扇的PWM信号，所述选择芯片的通道B为多路，所述选择芯片的输出端为多路；所述选择芯片的选择通道用于通道A和通道B的切换，当BMC正常工作时，BMC发出的BMC_WDT信号有效，所述选择芯片选择通道A导通，风扇PWM信号通过风扇控制芯片发送给风扇，当BMC异常时，BMC发出的BMC_WDT信号无效，所述选择芯片选择通道B导通，风扇PWM信号通过CPLD发送给风扇。
5.根据权利要求1所述的一种模块化风扇电路，其特征在于，所述BMC和风扇控制芯片的通信方式为I2C总线。
6.一种模块化风扇控制方法，所述方法应用于权利要求1-5任一项所述电路，其特征在于，所述方法包括：
电路上电后，BMC侦测风扇的转速TACH信号；
当BMC正常工作时，BMC控制风扇的转速PWM信号，风扇PWM信号通过第一控制模块发送给风扇；
当BMC异常时，风扇PWM信号通过第二控制模块发送给风扇。
7.根据权利要求6所述的一种模块化风扇控制方法，其特征在于，所述BMC正常工作时，BMC控制风扇的转速PWM信号，风扇PWM信号通过第一控制模块发送给风扇的过程为：
BMC正常工作时，BMC发出的BMC_WDT信号有效，选择芯片选择通道A导通，BMC将风扇PWM信号传送给所述风扇控制芯片，所述风扇控制芯片将风扇PWM信号发送给风扇。
8.根据权利要求6所述的一种模块化风扇控制方法，其特征在于，所述BMC异常时，风扇PWM信号通过第二控制模块发送给风扇的过程为：
BMC异常时，BMC发出的BMC_WDT信号无效，选择芯片选择通道B导通，CPLD的PWM_Safe_Duty端口将风扇PWM信号发送给风扇。
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