CN111966183A - 一种用于边缘计算服务器的低温启动装置及方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种用于边缘计算服务器的低温启动装置及方法，该装置包括：PDB电源板、设置于边缘计算服务器主板上的第一控制模块、加热模块和温度采集模块。PDB电源板中包括PSU、电压转换模块、第二控制模块、加热供电使能模块和主板供电使能模块，PSU经由电压转换模块连接第二控制模块，经由主板供电使能模块连接供电接口，还经由加热使能模块连接加热模块。该方法包括：获取边缘计算服务器的机箱温度；判断机箱温度是否≤设定的温度阈值；如果是，对边缘计算服务器加热；实时判断是否达到正常工作温度；如果是，停止加热并向主板发送主板供电使能信号；根据主板供电使能信号开启上电时序。通过本申请，能够有效提高边缘计算服务器运行的稳定性。

Description

一种用于边缘计算服务器的低温启动装置及方法

技术领域

本申请涉及边缘计算服务器运行维护技术领域，特别是涉及一种用于边缘计算服务器的低温启动装置及方法。

背景技术

随着5G技术的发展，边缘计算服务器应运而生。边缘计算服务器的工作场景和普通商用服务器以及企业服务器的应用场景不同，边缘计算服务器更多应用于地铁、野外、沙漠、油田等较为恶劣的环境，因此，边缘计算服务器需要有较好的环境适应性。在各种恶劣环境中，低温启动是服务器正常工作的最大挑战。如何设计一套边缘计算服务器的低温启动方案，是个重要的技术问题。

目前边缘计算服务器的低温启动方案，主要是采用服务器工作给机箱加热的方式。具体地，采用边缘计算服务器的低温启动装置，该装置的启动原理可以参见图1所示。由图1可知，该低温启动装置主要是通过逻辑控制芯片控制感温器件获取外界工作环境温度。当检测到外界工作环境温度较低时，先启动CPU，CPU工作后发出大量热量给服务器机箱升温，当服务器机箱温度达到正常温度后，通过逻辑控制芯片复位BMC(Base BoardManagement Controller，基板管理控制器)、PCH(Platform Controller Hub，平台控制器中心)以及CPLD(Complex Programmable Logic Device，复杂可编程逻辑器件)等关键器件，从而实现边缘计算服务器的低温启动。

然而，目前边缘计算服务器的低温启动装置中，主要靠CPU启动后生热给其他关键部件供热，直到其他关键部件的温度达到正常温度后才能实现整个边缘计算服务器的正常启动。这种方式过分依赖CPU的工作温度，如果CPU温度较低的话，各关键器件性能失效，服务器可能无法启动，也就无法正常工作；此外对BMC的复位容易造成BMC VGA(VideoGraphics Array，视频图形阵列)失效从而花屏的问题，CPLD和其余芯片同时复位则面临时序乱序问题，以及更多不可知的bug；如果客户需要待机状态，此时机箱温度不满足要求，无法正常工作。因此，目前边缘计算服务器的低温启动装置容易出现故障，使得边缘计算服务器运行的稳定性较差。

发明内容

本申请提供了一种用于边缘计算服务器的低温启动装置及方法，以解决现有技术中边缘计算服务器运行稳定性较差的问题。

为了解决上述技术问题，本申请实施例公开了如下技术方案：

一种用于边缘计算服务器的低温启动装置，所述装置包括：PDB(PowerDistribution Board，电源背板)电源板、第一控制模块、加热模块以及温度采集模块，所述第一控制模块、加热模块以及温度采集模块设置于边缘计算服务器主板上，所述PDB电源板中设置有：PSU、电压转换模块、第二控制模块、加热供电使能模块和主板供电使能模块，所述PSU经由电压转换模块与第二控制模块连接，所述PSU经由主板供电使能模块与边缘计算服务器的供电接口连接，所述PSU还经由加热使能模块与加热模块连接；

所述第一控制模块，用于控制边缘计算服务器的上电时序；

所述加热模块，用于根据所述第二控制模块的控制，对边缘计算服务器进行加热；

所述温度采集模块，用于采集边缘计算服务器的主板以及服务器机箱的温度，并将所述温度传递至第二控制模块；

所述电压转换模块，用于将PSU的供电电压转换为第二控制模块适用的电压，并控制第二控制模块上电；

所述第二控制模块，用于当边缘计算服务器处于低温环境时，控制加热供电使能模块启动加热模块，对边缘计算服务器进行加热；

所述第二控制模块，还用于当边缘计算服务器达到正常工作温度时，控制加热供电使能模块停止加热模块工作，同时，控制主板供电使能模块开启，对边缘计算服务器主板上电。

可选地，所述第一控制模块为第一CPLD，所述第二控制模块为第二CPLD。

可选地，所述温度采集模块为温度传感器。

可选地，所述PDB电源板上还设置有第一通信接口，所述第一通信接口用于实现PDB电源板与边缘计算服务器主板的通信，以及，对PDB电源板上第二CPLD的固件进行刷新。

可选地，所述第一通信接口为I2C接口。

可选地，所述PDB电源板上还设置有第二通信接口，所述第二通信接口用于实现对PDB电源板上第二CPLD的固件刷新，以及，作为PDB电源板的debuy接口，实现PDB电源板对外接设备的调试。

可选地，所述第二通信接口为Console接口。

一种用于边缘计算服务器的低温启动方法，所述方法包括：

获取边缘计算服务器的机箱温度；

判断所述机箱温度是否≤设定的温度阈值；

如果是，判定所述边缘计算服务器处于低温环境；

对所述边缘计算服务器进行加热；

加热过程中，实时判断边缘计算服务器当前的温度是否达到正常工作温度；

如果是，停止对所述边缘计算服务器加热，同时，向边缘计算服务器主板发送主板供电使能信号；

根据所述主板供电使能信号，边缘计算服务器开启上电时序。

可选地，获取边缘计算服务器的机箱温度的方法，具体为：

利用第二CPLD获取边缘计算服务器的机箱温度。

可选地，获取边缘计算服务器的机箱温度之前，所述方法还包括：

对第二CPLD供电。

本申请的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

本申请提供一种用于边缘计算服务器的低温启动装置，该装置主要包括：PDB电源板和设置于边缘计算服务器主板上的第一控制模块、加热模块以及温度采集模块。其中PDB电源板上包括有：PSU、电压转换模块、第二控制模块、加热供电使能模块和主板供电使能模块。PSU经由电压转换模块与第二控制模块连接，PSU经由主板供电使能模块与边缘计算服务器的供电接口连接，PSU还经由加热使能模块与加热模块连接。本实施例通过设置一PDB电源板，将测温部分和上电控制策略部分转移到单独的PDB电源板上，PDB电源板中设置有专门的加热模块对机箱进行预热，有利于减少因芯片重启造成的各种bug，能够对所有器件进行加热，从而避免加热不到导致边缘计算服务器的关键器件无法复位或正常工作，进而有效提高边缘计算服务器运行的稳定性。

本实施例中第一控制模块可以采用第一CPLD，第二控制模块可以采用第二CPLD，且第二CPLD为工业级CPLD，能够满足低温环境，确保低温环境下PDB电源板的正常运行，从而提高边缘计算服务器运行的稳定性。

另外，本实施例中设置单独的PDB电源板，且只对第二CPLD限定原材料要求，边缘计算服务器主板采用正常设计和常规材料即可，能够减少物料选型的难度，有利于提高设计的复用性，便于启动装置的推广使用。

本申请还提供一种用于边缘计算服务器的低温启动方法，该方法首先获取边缘计算服务器的机箱温度，然后判断机箱温度是否小于或等于设定的温度阈值，如果是，表示边缘计算服务器处于低温环境，此时对边缘计算服务器进行加热，同时加热过程中实时判断是否达到边缘计算服务器的正常工作温度，如果是，停止加热，并向边缘计算服务器主板发送主板供电使能信号，从而开启边缘计算服务器主板上电时序。本实施例首先对边缘计算服务器加热，达到正常工作温度后才向边缘计算服务器主板供电，开启上电时序，这种设计方法，能够避免边缘计算服务器关键部件预热不足导致的复位等各种bug，能够提高边缘计算服务器在低温环境下运行的稳定性。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

为了更清楚地说明本申请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为背景技术中的低温启动装置的原理示意图；

图2为本申请实施例所提供的一种用于边缘计算服务器的低温启动装置的结构示意图；

图3为本申请实施例中用于边缘计算服务器的低温启动装置的工作原理示意图；

图4为本申请实施例所提供的一种用于边缘计算服务器的低温启动方法的流程示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都应当属于本申请保护的范围。

为了更好地理解本申请，下面结合附图来详细解释本申请的实施方式。

实施例一

参见图2，图2为本申请实施例所提供的一种用于边缘计算服务器的低温启动装置的结构示意图。由图2可知，本实施例中用于边缘计算服务器的低温启动装置，主要包括：PDB电源板、第一控制模块、加热模块以及温度采集模块。第一控制模块、加热模块以及温度采集模块设置于边缘计算服务器主板上，PDB电源板中设置有：PSU、电压转换模块、第二控制模块、加热供电使能模块和主板供电使能模块，PSU经由电压转换模块与第二控制模块连接，PSU经由主板供电使能模块与边缘计算服务器的供电接口连接，PSU还经由加热使能模块与加热模块连接PSU还分别与加热使能模块、主板使能模块以及边缘计算服务器的供电接口连接。利用加热供电使能模块和主板供电使能模块，能够实现对边缘计算服务器预热和供电的时序控制，从而确保其运行的稳定性。

本实施例通过设置单独的PDB电源板，并且在该PDB电源板上设置PSU、电压转换模块、第二控制模块、加热供电使能模块和主板供电使能模块，从而能够利用该PDB电源板对边缘计算服务器预热，预热合格后启动其主板，能够避免采用边缘计算服务器的CPU自升温重启，有利于避免复位设备造成的时序乱序、花屏等bug，从而提高边缘计算服务器运行的稳定性。

其中，第一控制模块可以采用第一CPLD，用于控制边缘计算服务器的上电时序，采用常规CPLD即可。第二控制模块可以采用第二CPLD。

加热模块用于根据第二控制模块的控制，对边缘计算服务器进行加热，本实施例设置单独的加热模块，能够有效提高对边缘计算服务器的预热效率，且加热模块专门用于加热，有利于确保预热效果，性能稳定，有利于提高边缘计算服务器运行的稳定性。本实施例可以采用加热片来实现。

温度采集模块，用于采集边缘计算服务器的主板以及服务器机箱的温度，并将温度传递至第二控制模块。温度采集模块可以采用温度传感器，主要采集主板以及服务器机箱的温度，根据该温度和设定的机箱温度阈值，第二控制模块能够判断该边缘计算服务器是否处于低温环境。

电压转换模块，用于将PSU的供电电压转换为第二CPLD适用的电压，并控制第二CPLD上电。本实施例中的电压转换模块可以采用一款小型VR，将PDB电源板上的PSU的供电电压转换为3.3V电平的供电电压，再传输至第二CPLD。从而能够确保在PDB电源板接入AC电源后，第二CPLD能够正常工作，便有有效控制边缘计算服务器预热和启动上电时序，有利于进一步提高边缘计算服务器运行的稳定性。

第二控制模块，用于当边缘计算服务器处于低温环境时，控制加热供电使能模块启动加热模块，对边缘计算服务器进行加热；第二控制模块，还用于当边缘计算服务器达到正常工作温度时，控制加热供电使能模块停止加热模块工作，同时，控制主板供电使能模块开启，对边缘计算服务器主板上电。

本实施例中第二CPLD能够确保先对边缘计算服务器预热，达到正常运行条件后再启动主板上电时序，能够实现边缘计算服务器低温环境下有序启动和工作，有利于提高边缘计算服务器运行的稳定性。第二CPLD为工业级CPLD，采用工业级别材料，能够满足低温环境，确保运行的稳定性和可靠性。

进一步地，本实施例的低温启动装置中还设置有第一通信接口，用于实现PDB电源板与边缘计算服务器主板的通信，以及，对PDB电源板上第二CPLD的固件进行刷新。具体可以采用I2C接口实现，通过该I2C接口，边缘计算服务器主板可以获取到PDB电源板的各种信息，便于对其进行监控。边缘计算服务器主板还可以通过I2C接口，对PDB电源板上的第二CPLD进行固件刷新，确保第二CPLD的工作效率。

本实施例的低温启动装置中还设置有第二通信接口，用于实现对PDB电源板上第二CPLD的固件刷新，以及，作为PDB电源板的debuy接口，实现PDB电源板对外接设备的调试。本实施例中第二通信接口可以采用Console接口。

本实施例中用于边缘计算服务器的低温启动装置的工作原理示意图可以参见图3。图3中，PWR_MB为主板供电信号，PWR_HEAT为加热片供电信号，MB CPLD为第一CPLD，PDBCPLD为第二CPLD，EFUSE FOR PDB CPLD为电压转换模块，EFUSE FOR MB PWR为主板供电使能模块，EFUSE FOR HEATER为加热供电使能模块，电压转换模块、主板供电使能模块和加热供电使能模块均采用以EFUSE芯片。

综上所述，本实施例的低温启动装置中，除了第二CPLD采用工业级材料，其余部件都采用常规材料，能够有效减少物料选型的难度，大大提高设计的复用性，便于该低温启动装置的应用和推广。

实施例二

在图2和图3所示实施例的基础之上参见图4，图4为本申请实施例所提供的一种用于边缘计算服务器的低温启动方法的流程示意图。由图4可知，本实施例中用于边缘计算服务器的低温启动方法，主要包括如下过程：

S1：获取边缘计算服务器的机箱温度。

具体地，步骤S1可以采用如下方法：

利用第二CPLD获取边缘计算服务器的机箱温度。其中，第二CPLD为工业级CPLD。

获取到机箱温度后，执行步骤S2：判断机箱温度是否≤设定的温度阈值。

本实施例中设定的温度阈值可以根据边缘计算服务器的具体低温环境而定。

如果是，执行步骤S3：判定边缘计算服务器处于低温环境。

否则，判定边缘计算服务器不处于低温环境，不执行后续步骤。

当判定边缘计算服务器处于低温环境时，执行步骤S4：对边缘计算服务器进行加热。

加热过程中，执行步骤S5：实时判断边缘计算服务器当前的温度是否达到正常工作温度。

如果边缘计算服务器当前的温度达到正常工作温度，执行步骤S6：停止对边缘计算服务器加热，同时，向边缘计算服务器主板发送主板供电使能信号。

S7：根据主板供电使能信号，边缘计算服务器开启上电时序。

此时边缘计算服务器各部件处于正常工作温度下，采用正常的上电时序能够正常工作。

进一步地，本实施例中步骤S1之前还包括步骤S0：对第二CPLD供电。

本实施例首先对第二CPLD供电，然后再利用第二CPLD控制加热模块对边缘计算服务器进行预热，预热到正常工作温度后，利用第二CPLD控制边缘计算服务器启动上电时序。

该实施例中为详细描述的部分，可以参见图2和图3所示的实施例，两个实施例之间可以互相参照，在此不再赘述。

以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的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申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请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 (10)

1.一种用于边缘计算服务器的低温启动装置，其特征在于，所述装置包括：PDB电源板、第一控制模块、加热模块以及温度采集模块，所述第一控制模块、加热模块以及温度采集模块设置于边缘计算服务器主板上，所述PDB电源板中设置有：PSU、电压转换模块、第二控制模块、加热供电使能模块和主板供电使能模块，所述PSU经由电压转换模块与第二控制模块连接，所述PSU经由主板供电使能模块与边缘计算服务器的供电接口连接，所述PSU还经由加热使能模块与加热模块连接；

所述第一控制模块，用于控制边缘计算服务器的上电时序；

所述加热模块，用于根据所述第二控制模块的控制，对边缘计算服务器进行加热；

所述温度采集模块，用于采集边缘计算服务器的主板以及服务器机箱的温度，并将所述温度传递至第二控制模块；

所述电压转换模块，用于将PSU的供电电压转换为第二控制模块适用的电压，并控制第二控制模块上电；

所述第二控制模块，用于当边缘计算服务器处于低温环境时，控制加热供电使能模块启动加热模块，对边缘计算服务器进行加热；

所述第二控制模块，还用于当边缘计算服务器达到正常工作温度时，控制加热供电使能模块停止加热模块工作，同时，控制主板供电使能模块开启，对边缘计算服务器主板上电。

2.根据权利要求1所述的一种用于边缘计算服务器的低温启动装置，其特征在于，所述第一控制模块为第一CPLD，所述第二控制模块为第二CPLD。

3.根据权利要求1所述的一种用于边缘计算服务器的低温启动装置，其特征在于，所述温度采集模块为温度传感器。

4.根据权利要求2所述的一种用于边缘计算服务器的低温启动装置，其特征在于，所述PDB电源板上还设置有第一通信接口，所述第一通信接口用于实现PDB电源板与边缘计算服务器主板的通信，以及，对PDB电源板上第二CPLD的固件进行刷新。

5.根据权利要求1所述的一种用于边缘计算服务器的低温启动装置，其特征在于，所述第一通信接口为I2C接口。

6.根据权利要求2-5中任一所述的一种用于边缘计算服务器的低温启动装置，其特征在于，所述PDB电源板上还设置有第二通信接口，所述第二通信接口用于实现对PDB电源板上第二CPLD的固件刷新，以及，作为PDB电源板的debuy接口，实现PDB电源板对外接设备的调试。

7.根据权利要求6所述的一种用于边缘计算服务器的低温启动装置，其特征在于，所述第二通信接口为Console接口。

8.一种用于边缘计算服务器的低温启动方法，其特征在于，所述方法包括：

获取边缘计算服务器的机箱温度；

判断所述机箱温度是否≤设定的温度阈值；

如果是，判定所述边缘计算服务器处于低温环境；

对所述边缘计算服务器进行加热；

加热过程中，实时判断边缘计算服务器当前的温度是否达到正常工作温度；

如果是，停止对所述边缘计算服务器加热，同时，向边缘计算服务器主板发送主板供电使能信号；

根据所述主板供电使能信号，边缘计算服务器开启上电时序。

9.根据权利要求8所述的一种用于边缘计算服务器的低温启动方法，其特征在于，获取边缘计算服务器的机箱温度的方法，具体为：

利用第二CPLD获取边缘计算服务器的机箱温度。

10.根据权利要求9所述的一种用于边缘计算服务器的低温启动方法，其特征在于，获取边缘计算服务器的机箱温度之前，所述方法还包括：

对第二CPLD供电。

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