CN112270086A - 一种防止fpga散热失效系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及FPGA散热设计领域，具体提供了一种防止FPGA散热失效系统，包括CPU、FPGA、电源、第一温度传感器、控制器和散热风扇，所述散热风扇、CPU、第一温度传感器、控制器和散热风扇与FPGA连接，所述FPGA内设有第二温度传感器，所述第一温度传感器与第二温度传感器连接；所述控制器与散热风扇连接。与现有技术相比，本发明使得FPGA散热异常时可以自动察觉，采用自身代码内部分支对高能耗的模块采用降频的操作实现降低温度，减少对器件的伤害。
Description
技术领域
本发明涉及FPGA散热设计领域，具体提供一种防止FPGA散热失效系统及方法。
背景技术
FPGA的设计中,散热设计主要分为主动散热和被动散热,主动散热主要是用风扇调速散热,被动散热主要是靠散热片对外辐射散热。
鉴于FPGA的特殊性，它本身就是一个纯粹的硬件器件，在几乎所有的设计中，FPGA使用的电均是“前电”即：无论设计中是否存在开机、待机或者睡眠等状态，这个器件都应该是工作的。而且FPGA本身并没有省点，降功耗的模式设置等。FPGA设计中一般情况下上电就需工作，除非下电或者某些异常除非内部保护。
若是FPGA的散热有问题的话，若等到FPGA内部过热异常保护宕机这样的话对器件损害是很大的，如何避免这种伤害是本领域技术人员亟待解决的事情。
发明内容
本发明是针对上述现有技术的不足，提供一种设计合理，安全适用的防止FPGA散热失效系统。
本发明进一步的技术任务是提供一种实用性强的防止FPGA散热失效的方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种防止FPGA散热失效系统，包括CPU、FPGA、电源、第一温度传感器、控制器和散热风扇，所述散热风扇、CPU、第一温度传感器、控制器和散热风扇与FPGA连接，所述FPGA内设有第二温度传感器，所述第一温度传感器与第二温度传感器连接；所述控制器与散热风扇连接。
进一步的，当第一温度传感器和第二温度传感器异常时，采取提高散热风扇转速和上报CPU，所述CPU将命令传输给FPGA内，FPGA将所有大功耗功能模块时钟关闭。
进一步的，当散热风扇的调试出现问题时，FPGA直接控制散热风扇强制全速散热，同时上报CPU，若温度还是无法正常维持的话，采用降低功耗大的功能模块时钟的方法。
进一步的，若所有功耗大功能模块的时钟均降频到0,温度还是过高时，采用关掉所有电源的操作使FPGA间歇性工作。
作为优选，在FPGA安装555计时器，555计时器与电源连接，用于实现FPGA的上电，使FPGA能够间歇性工作。
一种防止FPGA散热失效方法，所述电源与FPGA连接提供电源，CPU与FPGA连接传输命令，FPGA控制第一温度传感器和散热风扇工作；
所述FPGA内部设有第二温度传感器，所述第二温度传感器与第一温度传感器交互，所述散热风扇通过控制器与FPGA信息交互。
进一步的，当第一温度传感器和第二温度传感器异常时，采取提高散热风扇转速和上报CPU，所述CPU将命令传输给FPGA内，FPGA将所有大功耗功能模块时钟关闭。
进一步的，当散热风扇的调试出现问题时，FPGA直接控制散热风扇强制全速散热，同时上报CPU，若温度还是无法正常维持的话，采用降低功耗大的功能模块时钟的方法。
进一步的，若所有功耗大功能模块的时钟均降频到0,温度还是过高时，采用关掉所有电源的操作使FPGA间歇性工作。
作为优选，在FPGA安装555计时器，555计时器与电源连接，用于实现FPGA的上电，使FPGA能够间歇性工作。
本发明的一种防止FPGA散热失效系统及方法和现有技术相比，具有以下突出的有益效果：
本发明的一种防止FPGA散热失效系统及方法，使得FPGA散热异常时可以自动察觉，采用自身代码内部分支对高能耗的模块采用降频的操作实现降低温度，减少对器件的伤害。
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，下面描述中的附图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。
附图1是一种防止FPGA散热失效方法的流程示意图(一)；
附图2是一种防止FPGA散热失效方法的流程示意图(二)。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好的理解本发明的方案，下面结合具体的实施方式对本发明作进一步的详细说明。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。
下面给出一个最佳实施例：
如图1-2所示，本实施例中的一种防止FPGA散热失效系统，包括CPU、FPGA、电源(POWER)、第一温度传感器(Sensor)、控制器(CONTROLER)和散热风扇(FAN)，所述散热风扇(FAN)、CPU、第一温度传感器(Sensor)、控制器(CONTROLER)和散热风扇(FAN)与FPGA连接，FPGA内设有第二温度传感器(Sensor)，第一温度传感器(Sensor)与第二温度传感器(Sensor)连接；控制器(CONTROLER)与散热风扇连接(FAN)。
当温度传感器(Sensor)异常时，在散热的各种算法中,若是某些权重较小的温度传感器(Sensor)异常时,散热风扇(FAN)适当提高一下转速即可；当主要的温度传感器(Sensor)异常时需要上报CPU后，FPGA内部设计逻辑为关闭所有功耗较大的功能模块的时钟，等待故障排除。
当散热风扇(FAN)的调试出现问题时，即散热风扇(FAN)的转速与控制不相符时，FPGA直接控制散热风扇(FAN)强制全速散热，同时上报CPU，若温度还是无法正常维持的话，采用降低功耗大的功能模块时钟的方法，牺牲性能维持温度同时上报CPU。
若所有功耗大功能模块的时钟均降频到0,温度还是过高时，采用关掉所有电源的操作使FPGA间歇性工作。例如有其他的板卡或者设备共用一个散热环境时，FPGA收到其他影响也存在温度过高的问题。
FPGA使能555计时器，拉住板卡上的供电(仅555计时器工作)一定时间后重新恢复上电。
一种防止FPGA散热失效方法，电源(POWER)与FPGA连接提供电源，CPU与FPGA连接传输命令，FPGA控制第一温度传感器(Sensor)和散热风扇(FAN)工作.
FPGA内部设有第二温度传感器(Sensor)，第二温度传感器(Sensor)与第一温度传感器(Sensor)交互，散热风扇(FAN)工作通过控制器(CONTROLER)与FPGA信息交互。
当第一温度传感器(Sensor)和第二温度传感器(Sensor)异常时，采取提高散热风扇(FAN)转速和上报CPU，CPU将命令传输给FPGA内，FPGA将所有大功耗功能模块时钟关闭。
当散热风扇(FAN)的调试出现问题时，即散热风扇(FAN)的转速与控制不相符时，FPGA直接控制散热风扇(FAN)强制全速散热，同时上报CPU，若温度还是无法正常维持的话，采用降低功耗大的功能模块时钟的方法，牺牲性能维持温度同时上报CPU。
若所有功耗大功能模块的时钟均降频到0,温度还是过高时，采用关掉所有电源的操作使FPGA间歇性工作。例如有其他的板卡或者设备共用一个散热环境时，FPGA收到其他影响也存在温度过高的问题。
FPGA使能555计时器，拉住板卡上的供电(仅555计时器工作)一定时间后重新恢复上电。
本方法通过控制CLK分频大小实现FPGA内部功能模块的“降频”操作，牺牲性能的基础上实现稳定性，针对某些极端的环境可以采用“间歇供电”的方法防止整个器件的损坏。
上述具体的实施方式仅是本发明具体的个案，本发明的专利保护范围包括但不限于上述具体的实施方式，任何符合本发明的一种防止FPGA散热失效系统及方法权利要求书的且任何所述技术领域普通技术人员对其做出的适当变化或者替换，皆应落入本发明的专利保护范围。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种防止FPGA散热失效系统，其特征在于，包括CPU、FPGA、电源、第一温度传感器、控制器和散热风扇，所述散热风扇、CPU、第一温度传感器、控制器和散热风扇与FPGA连接，所述FPGA内设有第二温度传感器，所述第一温度传感器与第二温度传感器连接；所述控制器与散热风扇连接。
2.根据权利要求1所述的一种防止FPGA散热失效系统，其特征在于，当第一温度传感器和第二温度传感器异常时，采取提高散热风扇转速和上报CPU，所述CPU将命令传输给FPGA内，FPGA将所有大功耗功能模块时钟关闭。
3.根据权利要求2所述的一种防止FPGA散热失效系统，其特征在于，当散热风扇的调试出现问题时，FPGA直接控制散热风扇强制全速散热，同时上报CPU，若温度还是无法正常维持的话，采用降低功耗大的功能模块时钟的方法。
4.根据权利要求3所述的一种防止FPGA散热失效系统，其特征在于，若所有功耗大功能模块的时钟均降频到0,温度还是过高时，采用关掉所有电源的操作使FPGA间歇性工作。
5.根据权利要求4所述的一种防止FPGA散热失效系统，其特征在于，在FPGA安装555计时器，555计时器与电源连接，用于实现FPGA的上电，使FPGA能够间歇性工作。
6.一种防止FPGA散热失效方法，其特征在于，所述电源与FPGA连接提供电源，CPU与FPGA连接传输命令，FPGA控制第一温度传感器和散热风扇工作；
所述FPGA内部设有第二温度传感器，所述第二温度传感器与第一温度传感器交互，所述散热风扇通过控制器与FPGA信息交互。
7.根据权利要求6所述的一种防止FPGA散热失效的方法，其特征在于，当第一温度传感器和第二温度传感器异常时，采取提高散热风扇转速和上报CPU，所述CPU将命令传输给FPGA内，FPGA将所有大功耗功能模块时钟关闭。
8.根据权利要求7所述的一种防止FPGA散热失效的方法，其特征在于，当散热风扇的调试出现问题时，FPGA直接控制散热风扇强制全速散热，同时上报CPU，若温度还是无法正常维持的话，采用降低功耗大的功能模块时钟的方法。
9.根据权利要求8所述的一种防止FPGA散热失效的方法，其特征在于，若所有功耗大功能模块的时钟均降频到0,温度还是过高时，采用关掉所有电源的操作使FPGA间歇性工作。
10.根据权利要求9所述的一种防止FPGA散热失效的方法，其特征在于，在FPGA安装555计时器，555计时器与电源连接，用于实现FPGA的上电，使FPGA能够间歇性工作。
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