CN112631414A - 一种风扇的控制方法、系统及介质 - Google Patents

一种风扇的控制方法、系统及介质 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种风扇的控制方法，包括根据电源使用相数匹配对应的CPU功耗等级；通过电源使用相数和对应的CPU功耗等级进行风扇转速测试，得到对应的风扇转速；建立电源使用相数、CPU功耗等级、风扇转速和主板型号的映射关系；判断BMC是否重启；若BMC重启，则服务器中BMC停止输出信号，CPLD获取电源使用相数并确定风扇转速；根据风扇转速确定风扇控制信号并输出至风扇；若BMC未重启，则BMC输出心跳信号至CPLD，BMC执行风扇转速策略并输出风扇控制信号；本发明能够对服务器风扇进行控制，避免由于风扇转速过高导致噪音和整机功耗的增加。

Description

一种风扇的控制方法、系统及介质
技术领域
本发明涉及服务器降噪领域，特别是涉及一种风扇的控制方法、系统及介质。
背景技术
随着社会经济的飞速发展，数据采集、移动设备和社交媒体等对服务器的计算力及存储能力提出了更高的要求，同时伴随着云计算和大数据的广泛使用，使得服务器的使用量和需求量越来越大，同时，服务器的散热受到各种厂商和用户的高度关注。风扇起到了服务器散热系统中的关键作用，因此，为了解决服务器散热一定要选择合适的风扇。
由于互联网等厂商对CPU(Central Processing Unit，中央处理器)的性能要求越来越高，同时对双路服务器及多路服务器的使用场景越来越多，为了能够满足客户的需求，服务器中一般会搭配更多的硬盘、GPU(Graphics Processing Unit，图形处理器)以及PCIe(peripheral component interconnect express，高速串行计算机扩展总线标准)等高功耗部件，导致了服务器整机功耗也越来越大。为了保证服务器的稳定工作，就需要选择合适的风扇来解决服务器的散热问题。
服务器一般会通过BMC(Baseboard Management Controller，基板管理控制器)对风扇转速进行控制，在服务器系统中，风扇控制信号受外部上拉电平控制，当BMC重启时，BMC无法控制风扇，风扇控制器输出一直为高电平，风扇转速为全速运转，会带来极大的噪音以及增加整机功耗。
现有技术公开了一种降低服务器系统开机噪音的方法，通过采用PWM(脉冲宽度调制，Pulse Width Modulation)调速装置控制服务器系统开机过程的风扇转速，从而降低服务器系统开机噪音，但是只是通过调控PWM占空比，并不能精确的进行降噪，而且降噪过程中无法降低整机功耗。
发明内容
本发明主要解决的技术问题BMC重启时无法控制风扇，风扇转速全速运转，产生噪音较大，且不能精确的降低整机功耗。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种风扇的控制方法，包括以下步骤：
建立第一电源使用相数、第一CPU功耗等级、第一风扇转速和主板型号之间的映射关系；
当服务器中BMC停止输出心跳信号和停止执行风扇转速策略时，CPLD获取第二电源使用相数，根据所述映射关系确定第二风扇转速；
根据所述第二风扇转速确定所述风扇控制信号并输出至风扇。
进一步，所述建立第一电源使用相数、第一CPU功耗等级、第一风扇转速和主板型号之间的映射关系的步骤，包括：
获取主板型号；
当所述第一电源为使用相数为N，所述第一CPU功耗等级为第一等级，根据所述第一等级进行风扇转速测试确定所述第一风扇转速；
当所述第一电源使用相数为N-1时，所述第一CPU功耗等级为第二等级，根据所述第二等级进行风扇转速测试确定所述第一风扇转速；
重复上述步骤，当所述第一电源使用相数为0时，所述第一CPU功耗等级为第N-1等级，根据所述第N-1等级进行风扇转速测试确定所述第一风扇转速。
进一步，当所述BMC正常工作时，所述BMC输出所述心跳信号以及执行风扇转速策略，输出所述风扇控制信号；所述CPLD获取到所述心跳信号后，将所述BMC的所述风扇控制信号输出至所述风扇。
进一步，所述CPLD获取到所述心跳信号后，停止获取所述第二电源使用相数。
进一步，所述执行风扇转速策略，输出所述风扇控制信号的步骤，包括：
所述BMC获取服务器内温度传感器的数值；
根据温控策略算法和温度传感器的数值计算出所述风扇控制信号；
将所述风扇控制信号输出至所述CPLD。
进一步，所述CPLD获取第二电源使用相数的步骤中，所述CPLD通过所述第二电源中的寄存器获取所述第二电源使用相数。
进一步，所述风扇控制信号为PWM信号。
一种风扇的控制系统，包括：主板以及设在主板中的BMC、CPLD、电源、风扇散热模块、测试模块和存储模块；
所述BMC与所述CPLD连接，所述CPLD连接所述存储模块、所述电源和所述风扇散热模块；所述电源与所述测试模块连接；所述存储模块与所述测试模块连接。
进一步，所述BMC传输心跳信号和风扇控制信号至所述CPLD；
所述CPLD传输所述风扇控制信号至所述风扇散热模块以及获取所述存储模块中电源使用相数、CPU功耗等级、风扇转速和主板型号之间的映射关系；
所述风扇散热模块接收所述CPLD发送的所述风扇控制信号，根据所述风扇控制信号控制风扇的转速；
所述测试模块建立电源使用相数、CPU功耗等级、风扇转速和主板型号之间的映射关系；
所述存储模块存储所述测试模块建立的电源使用相数、CPU功耗等级、风扇转速和主板型号的映射关系。
本发明的有益效果是：
1、本发明所述的扇的控制方法能够针对同一机型中不同主板型号分别去调整固定合适的风扇转速，并确定PWM信号，达到降低服务器在BMC重启时的噪声和整机功耗的目的，且针对同一机型不同主板设有不同的风扇转速，能够精确的进行调节功耗以及产生的噪声；
2、本发明所述的扇的控制系统能够在BMC重启或未正常运行时，通过CPLD读取映射关系，从而通过CPLD输出PWM信号控制风扇转速，能够在BMC重启或未正常运行时进行控制风扇转速，从而降低服务器的噪音以及减少整机的功耗；
3、本发明所述的计算机存储介质能够无需维护不同的CPLD代码来实现功能，这样会减少大量的软件维护运营成本，并且无需人工进行输入控制CPLD，自动完成对风扇的控制。
附图说明
图1是本发明实施例1记载的风扇的控制方法的流程图；
图2是本发明实施例1记载的风扇的控制方法中映射关系示意图；
图3是本发明实施例2记载的风扇的控制系统架构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。需要说明的是，在本发明的描述中，CPLD(ComplexProgramming logic device)为复杂可编程逻辑器件；VR(Voltage Regulated)为电压调节，在本实施例中指电源；PWM为脉冲宽度调制，是英文“Pulse Width Modulation”的缩写，简称脉宽调制，是利用微处理器的数字输出来对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术，广泛应用在从测量、通信到功率控制与变换的许多领域中。
本发明实施例包括：
实施例1：
本实施例提供一种风扇的控制方法，如图1和图2所示，包括：
S100，获取服务器中主板型号，获取电源VR使用相数。当电源VR为满载时，电源VR的使用相数为N，CPU功耗等级为最高，为第一级别；电源VR使用相数每减少一相，CPU功耗等级降低一个级别。
建立主板型号，电源VR使用相数以及CPU功耗等级之间的映射关系；
通过电源VR使用相数以及CPU功耗等级的对应关系进行风扇转速测试，建立当前CPU功耗和VR使用相数时，风扇转速的最优值；
例如：获取主板型号；
当电源为使用相数为N，CPU功耗等级为第一等级，根据第一等级进行风扇转速测试确定风扇转速；
当电源使用相数为N-1时，CPU功耗等级为第二等级，根据第二等级进行风扇转速测试确定风扇转速；
重复上述步骤，当电源使用相数为0时，CPU功耗等级为第N-1等级，根据第N-1等级进行风扇转速测试确定风扇转速。
最终建立电源VR使用相数、CPU功耗等级、风扇转速和主板型号的映射关系；
其中，电源VR为多相供电，因为单相供电无法提供足够可靠的动力，所以现在主板的供电电路设计都采用多相的设计；同一种服务器机型中存在不同主板型号，以至于不同主板型号的电源使用相数不同且对应的CPU功耗等级也不同。
S200，服务器正常运行时，BMC正常运行，BMC输出心跳信号给CPLD，BMC获取服务器内部温度传感器的数值，根据温控策略的算法通过服务器内部温度传感器的数值计算出PWM，BMC输出PWM信号给CPLD，通过CPLD输出PWM信号间接控制风扇转速；
当BMC重启时，BMC停止输出心跳信号和PWM信号，CPLD通过I2C连接电源VR获取电源VR寄存器中当前主板电源VR的使用相数，并根据电源VR的使用相数对应CPU的功耗等级；
CPLD根据CPU的功耗等级与主板型号的映射关系，确定风扇转速；
根据风扇转速确定PWM信号并输出至风扇；
其中，最广泛用于风扇转速控制的方法就是PWM控制，在此方法中，PWM信号施加到连接至风扇的高侧或低侧的场效应晶体管(field-effect transistor，FET)上，在特定频率k开关风扇，通过PWM信号的占空比(duty cycle)来控制风扇转速，而施加在风扇上的电压始终为全或零。此方法的最大优势是设计简单、外部电路少、且成本低。
S300，当BMC重启完成，BMC重新输出心跳信号和PWM信号给CPLD，CPLD获取心跳信号后，得知BMC运行正常，使用BMC输出的PWM信号控制风扇。
心跳信号是BMC三段时间向互联的CPLD发送三个脉冲信号，其中第一个时间段发送的脉冲信号与最后一个时间段发送的脉冲信号脉冲宽度相同，中间时间段发送的脉冲信号脉冲宽度不同，若CPLD接收到三个脉冲信号，则代表BMC发送心跳信号至CPLD；若CPLD未接收到三个脉冲信号，则代表BMC未发送心跳信号，则BMC不进行工作，表示BMC处于停止运行状态或者重启状态。
实施例2：
基于与前述实施例中一种风扇的控制方法同样的发明构思，实施例提供一种风扇的控制系统，如图3所示，包括：主板以及设在主板中的BMC、CPLD、电源VR、风扇散热模块、测试模块和存储模块。
BMC与CPLD连接，传输心跳信号和PWM信号，CPLD连接存储模块、电源VR和风扇散热模块，CPLD传输PWM信号至风扇散热模块；电源VR与测试模块连接；存储模块与测试模块连接；
风扇散热模块接收CPLD发送的PWM信号，控制风扇的转速进行散热；
测试模块建立电源VR使用相数、CPU功耗等级、风扇转速和主板型号的映射关系；
存储模块存储测试模块建立的电源VR使用相数、CPU功耗等级、风扇转速测试和主板型号的映射关系。
实施例3：
本说明书实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行上述的风扇的控制方法的步骤。
上述本发明实施例公开实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种风扇的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
建立第一电源使用相数、第一CPU功耗等级、第一风扇转速和主板型号之间的映射关系；
当服务器中BMC停止输出心跳信号和停止执行风扇转速策略时，获取第二电源使用相数，根据所述映射关系确定第二风扇转速；
根据所述第二风扇转速确定所述风扇控制信号并输出至风扇。
2.根据权利要求1所述的风扇的控制方法，其特征在于：所述建立第一电源使用相数、第一CPU功耗等级、第一风扇转速和主板型号之间的映射关系的步骤，包括：
获取主板型号；
当所述第一电源为使用相数为N，所述第一CPU功耗等级为第一等级，根据所述第一等级进行风扇转速测试确定所述第一风扇转速；
当所述第一电源使用相数为N-1时，所述第一CPU功耗等级为第二等级，
根据所述第二等级进行风扇转速测试确定所述第一风扇转速；
重复上述步骤，当所述第一电源使用相数为0时，所述第一CPU功耗等级为第N-1等级，根据所述第N-1等级进行风扇转速测试确定所述第一风扇转速。
3.根据权利要求1或2所述的风扇的控制方法，其特征在于：当所述BMC正常工作时，所述BMC输出所述心跳信号以及执行风扇转速策略，输出所述风扇控制信号；所述CPLD获取到所述心跳信号后，将所述BMC的所述风扇控制信号输出至所述风扇。
4.根据权利要求3所述的风扇的控制方法，其特征在于：所述CPLD获取到所述心跳信号后，停止获取所述第二电源使用相数。
5.根据权利要求3所述的风扇的控制方法，其特征在于：所述执行风扇转速策略，输出所述风扇控制信号的步骤，包括：
所述BMC获取服务器内温度传感器的数值；
根据温控策略算法和温度传感器的数值计算出所述风扇控制信号；
将所述风扇控制信号输出至所述CPLD。
6.根据权利要求1所述的风扇的控制方法，其特征在于：所述CPLD获取第二电源使用相数的步骤中，所述CPLD通过所述第二电源中的寄存器获取所述第二电源使用相数。
7.根据权利要求1-6任一项所述的风扇的控制方法，其特征在于：所述风扇控制信号为PWM信号。
8.一种风扇的控制系统，其特征在于，包括：主板以及设在所述主板中的BMC、CPLD、电源、风扇散热模块、测试模块和存储模块；
所述BMC与所述CPLD连接，所述CPLD连接所述存储模块、所述电源和所述风扇散热模块；所述电源与所述测试模块连接；所述存储模块与所述测试模块连接。
9.根据权利要求8所述的风扇的控制系统，其特征在于：
所述BMC传输心跳信号和风扇控制信号至所述CPLD；
所述CPLD传输所述风扇控制信号至所述风扇散热模块以及获取所述存储模块中电源使用相数、CPU功耗等级、风扇转速和主板型号之间的映射关系；
所述风扇散热模块接收所述CPLD发送的所述风扇控制信号，根据所述风扇控制信号控制风扇的转速；
所述测试模块建立电源使用相数、CPU功耗等级、风扇转速和主板型号之间的映射关系；
所述存储模块存储所述测试模块建立的电源使用相数、CPU功耗等级、风扇转速和主板型号之间的映射关系。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于：所述计算机程序被处理器执行上述权利要求1-7任一项所述的风扇的控制方法的步骤。
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