CN112416678A - 一种风扇在位检测装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种风扇在位检测装置和方法。该装置包括：可编程逻辑器件和基板管理控制器；可编程逻辑器件包括第一管脚和第二管脚；第一管脚向风扇发送第一电平信号；第一管脚连接有下拉电阻；第二管脚与第一管脚连接，以采集第一管脚的电平信号，作为第二电平信号；可编程逻辑器件根据第二电平信号生成风扇状态值，风扇状态值用于表示第一管脚和第二管脚对应的风扇是否在位；基板管理控制器与可编程逻辑器件通信连接，以获取风扇状态值。本发明通过可编程逻辑器件来判断不具备风扇在位管脚的风扇是否在位，并将代表风扇的在位信息的风扇状态值存储到寄存器，以供基板管理控制器访问获取。

Description

一种风扇在位检测装置和方法

技术领域

本发明涉及外接硬件检测技术，尤其涉及一种风扇在位检测装置和方法。

背景技术

随着服务器市场的需求增加，终端等应用场景越来越多，不同终端用户需要采用不同规格风扇。目前市面上的服务器的风扇有两种接口，四针接口和六针接口。

通常情况下六针接口的风扇的针脚包括风扇在位管脚，可以直接使用风扇在位管脚接到可编程逻辑器件或者基板管理控制器进行风扇的在位侦测。

而四针接口的风扇包括地脚、电源脚、风扇转速控制脚和风扇转速侦测脚，不具备风扇在位管脚。如果需要检测没有在位管脚的风扇是否在位，则需要初始先由可编程逻辑器件控制风扇全速转，加载通用基板管理控制器程序(一般需要2分钟时间)，2分钟后由基板管理控制器根据风扇的风扇转速侦测脚判断风扇是否在位。

如果服务器具有一个没有在位管脚的风扇，在通用基板管理控制器程序加载完成之前，基板管理控制器无法直接判断风扇是否在位。

如果服务器具有多个没有在位管脚的风扇(一般为三个至六个不等)，即使在通用基板管理控制器程序加载完成之后，由于服务器的基板管理控制器软件只有一个，也不能直接判断风扇是否在位，进而无法协调多个风扇协调运作，造成软件维护成本大大增加。

发明内容

本发明的目的在于解决确定不具备风扇在位管脚的风扇是否在位的问题。

为解决上述问题，第一方面，本发明提供了一种风扇在位检测装置，包括：

可编程逻辑器件和基板管理控制器；

所述可编程逻辑器件包括第一管脚和第二管脚；所述第一管脚向所述风扇发送第一电平信号；所述第一管脚连接有下拉电阻；所述第二管脚与所述第一管脚连接，以采集所述第一管脚的电平信号，作为第二电平信号；

可编程逻辑器件根据所述第二电平信号生成风扇状态值，所述风扇状态值用于表示所述第一管脚和第二管脚对应的风扇是否在位；

基板管理控制器与可编程逻辑器件通信连接，以获取所述风扇状态值。

在此基础上，所述基板管理控制器上电后向所述可编程逻辑器件发送控制信号；所述可编程逻辑器件接收所述控制信号后向所述风扇发送第一电平信号。

在此基础上，所述风扇还包括上拉电阻；所述上拉电阻用于中和所述下拉电阻，以使所述第二电平信号保持脉冲状态。

在此基础上，所述可编程逻辑器件包括两个及两个以上的侦测管脚组，所述侦测管脚组包括第一管脚和第二管脚，所述侦测管脚组用于确定风扇的编号信息，所述侦测管脚组生成对应风扇的风扇状态值，所述编号信息与所述风扇状态值存储于所述可编程逻辑器件。

在此基础上，所述基板管理控制器包括一接收管脚，所述接收管脚逐一接收所述编号信息与所述风扇状态值。

在此基础上，所述基板管理控制器包括与侦测管脚组数量相同的接收管脚，所述接收管脚与预设编号信息的风扇一一对应，以接收风扇状态值。

第二方面，本发明提供了一种风扇在位检测方法，应用于如第一方面任一所述的风扇在位检测装置，包括：

所述可编程逻辑器件通过所述第一管脚向所述风扇发送第一电平信号；

所述第二管脚采集所述第一管脚的电平信号，作为第二电平信号；

根据所述第二电平信号生成风扇状态值；

将所述风扇状态值存储于所述可编程逻辑器件；

所述基板管理控制器与可编程逻辑器件通信连接，以获取所述风扇状态值，并基于所述风扇状态值判断所述风扇是否在位。

在此基础上，所述根据所述第二电平信号生成风扇状态值，包括：

若所述第二电平信号为持续的低电平状态，则确定所述风扇状态值为第一状态值，表示风扇不在位；

若所述第二电平信号为脉冲状态，则确定所述风扇状态值为第二状态值，表示风扇在位。

在此基础上，将所述风扇状态值存储于所述可编程逻辑器件，包括：

确定需要侦测的风扇为两个及两个以上；

根据侦测管脚组确定风扇的编号信息，

侦测对所述风扇进行编号以获得风扇的编号信息，所述侦测管脚组包括第一管脚和第二管脚；所述侦测管脚组生成对应风扇的风扇状态值；

所述可编程逻辑器件存储所述编号信息和所述风扇状态值。

在此基础上，所述可编程逻辑器件通过所述第一管脚向所述风扇发送第一电平信号之前，还包括：

确定所述基板管理控制器上电；

基板管理控制器向所述可编程逻辑器件发送控制信号；

可编程逻辑器件接收所述控制信号；

所述可编程逻辑器件向所述风扇发送第一电平信号。

本发明通过可编程逻辑器件来判断不具备风扇在位管脚的风扇是否在位，并将代表风扇的在位信息的风扇状态值存储到寄存器，以供基板管理控制器访问获取。

附图说明

图1为本发明实施例1提供的一种风扇在位检测装置的结构图；

图2为本发明实施例1提供的另一种风扇在位检测装置的结构图；

图3为本发明实施例2提供的风扇在位检测方法的流程图。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

实施例1

图1为本发明实施例1提供的风扇在位检测装置的结构图。根据图1，该检测装置包括：可编程逻辑器件和基板管理控制器。

可编程逻辑器件可以为CPLD(Complex Programmable Logic Device，复杂可编程逻辑器件)、FPGA(Field Programmable Gate Array，现场可编程逻辑门阵列)等。FPGA是在PAL、GAL等可编程器件的基础上进一步发展的产物。它是作为专用集成电路(ASIC)领域中的一种半定制电路而出现的，既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。因此，可编程逻辑器件优选为FPGA。

基板管理控制器(BMC)是一种小型专用处理器，用于远程监控和主机系统的管理。通常基于ARM的SoC(System on Chip)内建图形和逻辑控制，通常位于计算机、服务器、网络或储存装置的主板上，可通过专用或共享网络远程访问，并且具有多个与主机系统的连接，使其能够通过传感器、闪存BIOS/UEFI监控硬件，通过序列或实体/虚拟KVM提供控制台访问权限，纪录主机和日志事件的电力循环。

所述可编程逻辑器件包括第一管脚和第二管脚；所述第一管脚向所述风扇发送第一电平信号；所述第一管脚连接有下拉电阻；所述第二管脚与所述第一管脚连接，以采集所述第一管脚的电平信号，作为第二电平信号。

可编程逻辑器件根据所述第二电平信号生成风扇状态值，所述风扇状态值用于表示所述第一管脚和第二管脚对应的风扇是否在位；

基板管理控制器与可编程逻辑器件通信连接，以获取所述风扇状态值。

在一具体的实现方式中，第一管脚向风扇发送第一电平信号，此时的第一电平信号为脉冲信号。第二管脚与所述第一管脚连接，以采集第一管脚的电平信号，作为第二电平信号。

当可编程逻辑器件没有连接风扇时，第一管脚和第二管脚之间仅仅连接有下拉电阻，下拉电阻使得脉冲信号改变为持续的低电平状态。此时第二电平信号为持续的低电平状态。可编程逻辑器件根据持续的低电平状态的第二电平信号生成风扇状态值(第一状态值，表示风扇不在位)。

当可编程逻辑器件连接风扇时，第一管脚和第二管脚之间除了连接有下拉电阻，还连接有风扇。风扇中和下拉电阻中和，使得脉冲信号的脉冲状态得以保存。此时第二电平信号为脉冲状态。可编程逻辑器件根据脉冲状态的第二电平信号生成风扇状态值(第二状态值，表示风扇在位)。

基板管理控制器与可编程逻辑器件通信连接，以获取所述风扇状态值。

基板管理控制器可以按照一定的时间间隔向可编程逻辑器件发起请求，以获取风扇状态值。也可以设置为可编程逻辑器件按照一定的时间间隔向基板管理控制器主动发送风扇状态值。

可编程逻辑器件中的第一管脚是对现有技术中风扇转速控制脚的复用。无需占用可编程逻辑器件的其他管脚，节约了数据处理的资源。

参考图2，在另一具体的实现方式中，基板管理控制器上电后向可编程逻辑器件发送控制信号(10101010)。可编程逻辑器件将控制信号跳变为第一电平信号(Z0Z0Z0Z0，其中，Z表示高阻态)。可编程逻辑器件通过第一管脚向外发出第一电平信号。

第一管脚连接一下拉电阻，下拉电阻的阻值优选为500千欧。

当风扇不在位时，第一管脚向外发出的第一电平信号(Z0Z0Z0Z0)被下拉电阻拉低，变为持续的低电平(00000000)。此时第二管脚收到的电平信号为持续的低电平状态。可编程逻辑器件根据持续的低电平状态确定风扇状态值为第一状态值(如设置为1)，表示风扇不在位。

当风扇在位时，第一管脚与第二管脚形成的回路上不仅连接有下拉电阻，还连接有风扇。风扇中包括上拉电阻，上拉电阻的阻值为3.3-30千欧。上拉电阻与下拉电阻中和，第一管脚向外发出第一电平信号(Z0Z0Z0Z0)，此时第二管脚收到的电平信号为脉冲状态(10101010)。可编程逻辑器件根据脉冲状态确定风扇状态值为第二状态值(如设置为0)，表示风扇在位。

具体的，可编程逻辑器件中还包括寄存器，风扇状态值存储在寄存器中。

当风扇只有一个时，可以使用寄存器的0x10位置来存储风扇状态值，0代表在位，1代表不在位。基板管理控制器通过低速总线访问0x10位置，确定风扇是否在位。

所述可编程逻辑器件包括两个及两个以上的侦测管脚组，所述侦测管脚组包括第一管脚和第二管脚，所述侦测管脚组用于确定风扇的编号信息，所述侦测管脚组生成对应风扇的风扇状态值，所述编号信息与所述风扇状态值存储于所述可编程逻辑器件。当有多个风扇时，可编程逻辑器件包括相同数量的侦测管脚组。一个侦测管脚组用于侦测一个风扇是否在位。

在一具体的实现方式中，需要设置可编程逻辑器件最多可连接的风扇数量(如为m个)。在可编程逻辑器件中设置m个侦测管脚组。每个侦测管脚组独立的侦测其对应的风扇是否在位，并在可编程逻辑器件中产生多个风扇状态值。

此时，基板管理控制器获取风扇状态值的方式包括如下两种：第一、单个管脚读取。所述基板管理控制器包括一接收管脚，所述接收管脚逐一接收所述编号信息与所述风扇状态值。即基板管理控制器将一个管脚作为接收管脚，用于接收风扇状态值。

对可编程逻辑器件的侦测管脚组进行编号，如：1、2、……、m。寄存器包括第一预设字段，第一预设字段中可以存储m个数据。可编程逻辑器件接收侦测管脚组输出第二电平信号，将其处理为风扇状态值后，按照侦测管脚组的编号，依次存入第一预设字段中。基板管理控制器将一个管脚作为接收管脚，获取第一预设字段中的多个风扇状态值，将其解析为风扇的在位情况。

第二、多个管脚读取。所述基板管理控制器包括与侦测管脚组数量相同的接收管脚，所述接收管脚与预设编号信息的风扇一一对应，以接收风扇状态值。即基板管理控制器将多个管脚作为接收管脚，用于接收风扇状态值。

设置对应关系，一个风扇位置对应一个侦测管脚组，侦测管脚组在寄存器中对应一个地址，该地址只用于存储该侦测管脚组侦测到的第二电平信号对应的风扇状态值，寄存器中该地址对应于基板管理控制器的一个管脚。基板管理控制器根据不同接收管脚接收到的风扇状态值，解析风扇的在位情况。

实施例2

图3为本发明实施例2提供的风扇在位检测方法的流程图。该方法应用于如实施例1所述的风扇在位检测装置。

参考图3，该方法包括：

S10、所述可编程逻辑器件通过所述第一管脚向所述风扇发送第一电平信号。

第一管脚向外发出第一电平信号，第一电平信号为脉冲状态。

在此之前，基板管理控制器上电后向可编程逻辑器件发送控制信号(10101010)。可编程逻辑器件将控制信号跳变为第一电平信号(Z0Z0Z0Z0，其中，Z表示高阻态)。可编程逻辑器件通过第一管脚向外发出第一电平信号。

S20、所述第二管脚采集所述第一管脚的电平信号，作为第二电平信号。

当风扇不在位时，第一管脚还连接有下拉电阻，该下拉电阻优选为500千欧。第二管脚采集所述第一管脚的电平信号作为第二电平信号。

当风扇在位时，第二管脚与第一管脚形成的回路上不仅连接有下拉电阻，还连接有风扇。风扇还包括上拉电阻；所述上拉电阻的阻值为3.3-30千欧。第二管脚采集所述第一管脚的电平信号作为第二电平信号。

S30、根据所述第二电平信号生成风扇状态值。

第二管脚采集到的电平信号包括两种情况：持续的低电平状态和脉冲状态。

若第二管脚采集到持续的低电平状态，则说明第一管脚向外发出的第一电平信号(Z0Z0Z0Z0)被下拉电阻拉低(00000000)，第二管脚与第一管脚形成的回路上没有连接风扇。若所述第二电平信号为持续的低电平状态，则确定所述风扇状态值为第一状态值，表示风扇不在位。

若第二管脚采集到脉冲状态，则说明第二管脚与第一管脚形成的回路上不仅连接有下拉电阻，还连接有风扇。若所述第二电平信号为脉冲状态，则确定所述风扇状态值为第二状态值，表示风扇在位。

S40、将所述风扇状态值存储于所述可编程逻辑器件。

确定需要侦测的风扇为两个及两个以上；根据侦测管脚组确定风扇的编号信息，侦测对所述风扇进行编号以获得风扇的编号信息，所述侦测管脚组包括第一管脚和第二管脚；所述侦测管脚组生成对应风扇的风扇状态值；所述可编程逻辑器件存储所述编号信息和所述风扇状态值。

在一实现方式中，对可编程逻辑器件的侦测管脚组进行编号，如：1、2、……、m。可编程逻辑器件的寄存器包括第一预设字段，第一预设字段中可以存储m个数据。可编程逻辑器件接收侦测管脚组输出第二电平信号，将其处理为风扇状态值后，按照侦测管脚组的编号，依次存入第一预设字段中。

在另一实现方式中，设置对应关系，一个风扇位置对应一个侦测管脚组，侦测管脚组在寄存器中对应一个地址，该地址只用于存储该侦测管脚组侦测到的第二电平信号对应的风扇状态值。

S50、所述基板管理控制器与可编程逻辑器件通信连接，以获取所述风扇状态值，并基于所述风扇状态值判断所述风扇是否在位。

在一实现方式中，基板管理控制器将一个管脚作为接收管脚，获取第一预设字段中的多个风扇状态值，将其解析为风扇的在位情况。

在一实现方式中，寄存器中该地址对应于基板管理控制器的一个管脚。基板管理控制器根据不同接收管脚接收到的风扇状态值，解析风扇的在位情况。

在上述实施例的基础上，还包括：

确定所述基板管理控制器上电；基板管理控制器向所述可编程逻辑器件发送控制信号；可编程逻辑器件接收所述控制信号；所述可编程逻辑器件向所述风扇发送第一电平信号。

基板管理控制器上电后向可编程逻辑器件发送控制信号(10101010)。可编程逻辑器件将控制信号跳变为第一电平信号(Z0Z0Z0Z0，其中，Z表示高阻态)。可编程逻辑器件通过第一管脚向外发出第一电平信号。

虽然，上文中已经用一般性说明、具体实施方式及试验，对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种风扇在位检测装置，其特征在于，包括：可编程逻辑器件和基板管理控制器；

所述可编程逻辑器件包括第一管脚和第二管脚；所述第一管脚向所述风扇发送第一电平信号；所述第一管脚连接有下拉电阻；所述第二管脚与所述第一管脚连接，以采集所述第一管脚的电平信号，作为第二电平信号；

可编程逻辑器件根据所述第二电平信号生成风扇状态值，所述风扇状态值用于表示所述第一管脚和第二管脚对应的风扇是否在位；

基板管理控制器与可编程逻辑器件通信连接，以获取所述风扇状态值。

2.根据权利要求1所述的风扇在位检测装置，其特征在于，所述基板管理控制器上电后向所述可编程逻辑器件发送控制信号；所述可编程逻辑器件接收所述控制信号后向所述风扇发送第一电平信号。

3.根据权利要求1所述的风扇在位检测装置，其特征在于，所述风扇还包括上拉电阻；所述上拉电阻用于中和所述下拉电阻，以使所述第二电平信号保持脉冲状态。

4.根据权利要求1所述的风扇在位检测装置，其特征在于，所述可编程逻辑器件包括两个及两个以上的侦测管脚组，所述侦测管脚组包括第一管脚和第二管脚，所述侦测管脚组用于确定风扇的编号信息，所述侦测管脚组生成对应风扇的风扇状态值，所述编号信息与所述风扇状态值存储于所述可编程逻辑器件。

5.根据权利要求4所述的风扇在位检测装置，其特征在于，所述基板管理控制器包括一接收管脚，所述接收管脚逐一接收所述编号信息与所述风扇状态值。

6.根据权利要求4所述的风扇在位检测装置，其特征在于，所述基板管理控制器包括与侦测管脚组数量相同的接收管脚，所述接收管脚与预设编号信息的风扇一一对应，以接收风扇状态值。

7.一种风扇在位检测方法，其特征在于，包括：

可编程逻辑器件通过第一管脚向所述风扇发送第一电平信号；

第二管脚采集所述第一管脚的电平信号，作为第二电平信号；

根据所述第二电平信号生成风扇状态值；

将所述风扇状态值存储于所述可编程逻辑器件；

所述基板管理控制器与可编程逻辑器件通信连接，以获取所述风扇状态值，并基于所述风扇状态值判断所述风扇是否在位。

8.根据权利要求7所述的风扇在位检测方法，其特征在于，所述根据所述第二电平信号生成风扇状态值，包括：

若所述第二电平信号为持续的低电平状态，则确定所述风扇状态值为第一状态值，表示风扇不在位；

若所述第二电平信号为脉冲状态，则确定所述风扇状态值为第二状态值，表示风扇在位。

9.根据权利要求7所述的风扇在位检测方法，其特征在于，将所述风扇状态值存储于所述可编程逻辑器件，包括：

确定需要侦测的风扇为两个及两个以上；

根据侦测管脚组确定风扇的编号信息，

侦测对所述风扇进行编号以获得风扇的编号信息，所述侦测管脚组包括第一管脚和第二管脚；所述侦测管脚组生成对应风扇的风扇状态值；

所述可编程逻辑器件存储所述编号信息和所述风扇状态值。

10.根据权利要求7所述的风扇在位检测方法，其特征在于，所述可编程逻辑器件通过所述第一管脚向所述风扇发送第一电平信号之前，还包括：

确定所述基板管理控制器上电；

基板管理控制器向所述可编程逻辑器件发送控制信号；

可编程逻辑器件接收所述控制信号；

所述可编程逻辑器件向所述风扇发送第一电平信号。

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