CN112963372A - 风扇控制系统及其方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种风扇控制系统，应用于一伺服器系统，包含一第一监控保护芯片、一第二监控保护芯片、一切换开关、复数个风扇与一复杂可程序化逻辑装置。在伺服器系统处于一关机状态，复杂可程序化逻辑装置控制切换开关导通第二监控保护芯片与风扇，使风扇接收待机电能并以待机功率运转。在伺服器系统切换成一开机状态时，复杂可程序化逻辑装置控制切换开关导通第一监控保护芯片与风扇，使风扇接收开机电能并以较高的开机功率运转，可以因应不同的使用需求与散热需求。

Description

风扇控制系统及其方法
技术领域
本发明涉及一种系统及方法，尤其是涉及一种风扇控制系统及其方法。
背景技术
随着科技的发展，伺服器系统的应用也更为广泛。伺服器系统也因应各个公司或使用者应用的领域不同，而不断的更新与优化以符合不同的使用需求。伺服器系统通常具有S0～S5六种状态，其中，S0状态为开机正常运作状态，S5状态为关机状态，需说明的是，S5状态指的关机状态，是指伺服器系统关机且插头插在插座上的状态，表示伺服器系统虽然关机，但是仍然有在接收插座提供的市电。
一般来说，伺服器系统的风扇在S5状态并不会运作，而是在S0状态才会开始运作。然而，随着数据量逐渐增加，且伺服器系统内的不同组件可能会因应不同的使用需求而在S5状态变开始运作，使得伺服器系统的散热需求增加，风扇在S0状态才开始运作，可能会无法满足散热需求。因此，先前技术存在改善的空间。
发明内容
有鉴于在先前技术中，伺服器系统散热需求增加所造成及衍生出的种种问题。本发明之一主要目的是提供一种风扇控制系统及其方法，用以解决先前技术中的至少一个问题。
本发明为解决先前技术之问题，所采用之必要技术手段为提供一种风扇控制系统，应用于一伺服器系统，所述伺服器系统包含一供电单元，且所述风扇控制系统并包含一第一监控保护芯片、一第二监控保护芯片、一切换开关、复数个风扇与一复杂可程序化逻辑装置。第一监控保护芯片电性连接所述供电单元，用以在所述伺服器系统处于一开机状态时接收一开机电能。第二监控保护芯片电性连接所述供电单元，用以在所述伺服器系统处于一关机状态时接收一待机电能。切换开关电性连接所述第一监控保护芯片与所述第二监控保护芯片。风扇电性连接所述切换开关。
复杂可程序化逻辑装置电性连接所述第一监控保护芯片、所述第二监控保护芯片、所述切换开关与所述复数个风扇，用以在所述伺服器系统处于所述关机状态并且侦测到所述第二监控保护芯片接收到所述待机电能时，启用所述第二监控保护芯片，控制所述切换开关导通所述第二监控保护芯片与所述复数个风扇，以使所述复数个风扇接收所述待机电能，并控制所述复数个风扇以一待机功率运转；用以在侦测到所述第一监控保护芯片接收到所述开机电能时，启用所述第一监控保护芯片，控制所述切换开关导通所述第一监控保护芯片与所述复数个风扇，使所述复数个风扇接收所述开机电能，并控制所述复数个风扇以一高于所述待机功率之正常功率运转。
可选的，所述第一监控保护芯片，采用ADM1278芯片。
可选的，所述第二监控保护芯片，采用MP5023芯片。
可选的，所述切换开关，至少包含一金属氧化物半导体场效晶体管。
基于同一发明构思，本发明还提供一种风扇控制方法，利用上述风扇控制系统加以实施，并包含以下步骤：利用所述复杂可程序化逻辑装置，在所述伺服器系统处于所述关机状态时，启用所述第二监控保护芯片；利用所述第二监控保护芯片接收所述待机电能；利用所述复杂可程序化逻辑装置控制所述切换开关导通所述第二监控保护芯片与所述复数个风扇，使所述复数个风扇接收所述待机电能，并控制所述复数个风扇以所述待机功率运转；利用所述复杂可程序化逻辑装置，在所述伺服器系统自所述关机状态切换成处于所述开机状态时，启用所述第一监控保护芯片；利用所述第一监控保护芯片接收所述开机电能；利用所述复杂可程序化逻辑装置控制所述切换开关导通所述第一监控保护芯片与所述复数个风扇，使所述复数个风扇接收所述开机电能，并控制所述复数个风扇以所述正常功率运转。
可选的，所述风扇控制方法，还包含以下步骤：利用所述复杂可程序化逻辑装置，在所述伺服器系统自所述开机状态切换回处于所述关机状态时，关闭所述第一监控保护芯片，并接续上述步骤。
可选的，所述第一监控保护芯片，采用ADM1278芯片。
可选的，所述第二监控保护芯片，采用MP5023芯片。
承上所述，本发明利用复杂可程序化逻辑装置、切换开关、第一监控保护芯片、第二监控保护芯片与风扇，相较于先前技术，本发明可以通过判断伺服器系统的状态，控制切换开关导通第一监控保护芯片或第二监控保护芯片，并在关机状态控制风扇以较低的待机功率运转，在开机状态控制风扇提升至以较高的开机功率运转，可以因应不同的使用需求及其散热需求。
此外，相较于先前技术都是利用基板管理控制器(Baseboard ManagementController；BMC)，本发明利用复杂可程序化逻辑装置进行判断，可以额外应用在一些没有基板管理控制器的伺服器系统。而本发明应用在有基板管理控制器的伺服器系统，则可以协助释放(offload)基板管理控制器的一些运转效能。
附图说明
图1是本发明实施例一所提供的风扇控制系统的方块图；以及
图2是本发明实施例一所提供的风扇控制方法的流程图。
图中，
1-风扇控制系统；
11-第一监控保护芯片；
12-第二监控保护芯片；
13-切换开关；
14-风扇；
15-复杂可程序化逻辑装置；
2-服务器系统；
21-供电单元。
具体实施方式
下面将结合示意图对本发明的具体实施方式进行更详细的描述。根据下列描述和申请专利范围，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，图式均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
请参阅图1至图2，其中，图1是本发明实施例一所提供的风扇控制系统的方块图；以及，图2是本发明实施例一所提供的风扇控制方法的流程图。如图所示，一种风扇控制方法，利用一种风扇控制系统1加以实施，并包含以下步骤S101至步骤S112。
风扇控制系统1应用于一伺服器系统2，其中，伺服器系统2至少包含一供电单元21。
风扇控制系统1包含一第一监控保护芯片11、一第二监控保护芯片12、一切换开关13、复数个风扇14(图式绘制六个并标示其中一个示意)与一复杂可程序化逻辑装置15(Complex Programmable Logic Device；CPLD)。
第一监控保护芯片11电性连接供电单元21。第二监控保护芯片12也电性连接供电单元21。切换开关13的一端电性连接第一监控保护芯片11与第二监控保护芯片12，另一端则是电性连接风扇14。复杂可程序化逻辑装置15则是电性连接第一监控保护芯片11、第二监控保护芯片12、切换开关13与风扇14。
步骤S101：伺服器系统是否处于关机状态。
判断伺服器系统2是否处于关机状态，在这里的关机状态是指S5状态，也就是指伺服器系统2关机且插头插在插座上的状态，表示伺服器系统2虽然关机，但是仍然有在接收插座提供的市电。步骤S101可以利用复杂可程序化逻辑装置15进行判断。当步骤S101结果为是时，进入步骤S102；步骤S101结果为否时，则会重新进入步骤S101。
步骤S102：利用复杂可程序化逻辑装置启用第二监控保护芯片。
复杂可程序化逻辑装置15会启用第二监控保护芯片12。实际操作上，复杂可程序化逻辑装置15会输出一启用(power enable)信号至第二监控保护芯片12，可以启用第二监控保护芯片12。
步骤S103：利用第二监控保护芯片接收待机电能。
第二监控保护芯片12会在伺服器系统2处于关机状态(S5状态)时接收一待机(standby)电能。待机电能，也会被称作为预备电能、备用电能，是指伺服器系统2的插头插上插座且尚未开机时，供电单元21所传送出的一种电能。在本实施例中，第二监控保护芯片12采用MP5023芯片，用以监控流经的电流、功耗，并且具有过电流保护(Over CurrentProtection；OCP)作用。
步骤S104：利用复杂可程序化逻辑装置控制切换开关，导通第二监控保护芯片与风扇，使风扇接收待机电能。
复杂可程序化逻辑装置15会控制切换开关13，使得切换开关13会导通第二监控保护芯片12与风扇14。因此，风扇14会接收到第二监控保护芯片12所传送出的待机电能。切换开关13具有切换导通的功能，可以由金属氧化物半导体场效晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor；MOSFET)、双极性接面型晶体管(BipolarJunction Transistor；BJT)、绝缘栅双极晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor；IGBT)等电子组件组成，但不以此为限。
步骤S105：利用复杂可程序化逻辑装置控制风扇以待机功率运转。
接着，复杂可程序化逻辑装置15会开启风扇14，并且控制风扇14以一待机功率运转。因为此时的伺服器系统2处于关机状态(S5状态)，只有少部分特殊的元件会运作，所以复杂可程序化逻辑装置15控制风扇14只需以待机功率运转，可以达成伺服器系统2的散热需求，也可以避免浪费电能等问题。复杂可程序化逻辑装置15可以利用脉冲宽度调变(Pulse-Width Modulation；PWM)来控制风扇14的功率，实务上，待机功率通常是脉冲宽度调变的占空比介于15％至25％之间。
此外，第二监控保护芯片12也可以电性连接至其他装置与设备，例如：PCIe插槽，因应不同的使用需求，可能会有不同的装置与装置需要在伺服器系统2处于关机状态(S5状态)时接收待机电能运转。
步骤S106：伺服器系统是否切换成开机状态。
判断伺服器系统2是否切换成处于关机状态，在这里的开机状态即为S0状态。步骤S106可以利用复杂可程序化逻辑装置15进行判断。当步骤S106结果为是时，表示伺服器系统2处于正常运作状态，亦即伺服器系统2的所有元件都开始运作，则进入步骤S107；步骤S106结果为否时，则会重新进入步骤S106。
步骤S107：利用复杂可程序化逻辑装置启用第一监控保护芯片。
复杂可程序化逻辑装置15会启用第一监控保护芯片11。实际操作上，复杂可程序化逻辑装置15会输出一启用(power enable)信号至第一监控保护芯片11，以启用第一监控保护芯片11。
步骤S108：利用第一监控保护芯片接收开机电能。
第一监控保护芯片11会在伺服器系统2处于开机状态(S0状态)时接收一开机(power-on)电能。开机电能，也会被称作为主要电能、正常电能、或是业界称之为「real电」，是指伺服器系统2开机后，供电单元21所传送出的一种电能。在本实施例中，第一监控保护芯片11采用ADM1278芯片，用以监控流经的电流、功耗，并且具有过电流保护(Over CurrentProtection；OCP)作用。因为开机电能的电能会高于待机电能，因此，第一监控保护芯片11所能承受的最大电流大于第二监控保护芯片12。
步骤S109：利用复杂可程序化逻辑装置控制切换开关，导通第一监控保护芯片与风扇，使风扇接收开机电能。
复杂可程序化逻辑装置15会控制切换开关13，使得切换开关13会导通第一监控保护芯片11与风扇14。因此，风扇14会接收到第一监控保护芯片11所传送出的开机电能。
步骤S110：利用复杂可程序化逻辑装置控制风扇以正常功率运转。
接着，复杂可程序化逻辑装置15会控制风扇14以一开机功率运转。因为此时的伺服器系统2处于开机状态(S0状态)，所有的元件都会运作，所以复杂可程序化逻辑装置15控制风扇14调高成以开机功率运转，可以达成伺服器系统2在开机状态较高的散热需求。复杂可程序化逻辑装置15可以利用脉冲宽度调变来控制风扇14的功率，实务上，开机功率通常是脉冲宽度调变的占空比至少为50％。
步骤S111：伺服器系统是否切换回关机状态。
接着，会持续判断伺服器系统2是否切换回关机状态(S5状态)。步骤S111同样可利用复杂可程序化逻辑装置15进行判断。当步骤S111判断结果为是时，则进入步骤S112；步骤S111判断结果为否时，则重复进入步骤S111。
步骤S112：利用复杂可程序化逻辑装置关闭第一监控保护芯片。
当伺服器系统2切换回关机状态(S5状态)，表示此时仅剩少部分特殊的元件会运作，散热需求降低，因此，复杂可程序化逻辑装置15会关闭第一监控保护芯片11。最后，因为伺服器系统2切换回关机状态，故会接续上述步骤S104，复杂可程序化逻辑装置15会控制控制切换开关13，使得切换开关13会导通第二监控保护芯片12与风扇14。因此，风扇14会再次接收到第二监控保护芯片12所传送出的待机电能。
需说明的是，上述步骤会持续重复执行，直到伺服器系统2的插头自插座上拔除。当伺服器系统2的插头自插座上拔除时，伺服器系统2无法接收市电，此时，所有的元件都不会运作，故不会有任何散热需求，因此，不需要控制风扇14，也因为没有任何电能而无法控制风扇14。
综上所述，本发明利用复杂可程序化逻辑装置、切换开关、第一监控保护芯片、第二监控保护芯片与风扇，相较于先前技术，本发明可以通过判断伺服器系统的状态，控制切换开关导通第一监控保护芯片或第二监控保护芯片，并在关机状态控制风扇以较低的待机功率运转，在开机状态控制风扇提升至以较高的开机功率运转，可以因应不同的使用需求及其散热需求。
此外，相较于先前技术都是利用基板管理控制器(Baseboard ManagementController；BMC)，本发明利用复杂可程序化逻辑装置进行判断，可以额外应用在一些没有基板管理控制器的伺服器系统。而本发明应用在有基板管理控制器的伺服器系统，则可以协助释放(offload)基板管理控制器的一些运转效能。
通过以上较佳具体实施例之详述，希望能更加清楚描述本发明的特征与精神，而并非以上述所揭露的较佳具体实施例来对本发明的范畴加以限制。相反地，其目的是希望能涵盖各种改变及具相等性的安排于本发明所欲申请的专利范围的范畴内。

Claims (8)

1.一种风扇控制系统，应用于一伺服器系统，其特征在于，所述伺服器系统包含一供电单元，且所述风扇控制系统并包含：
一第一监控保护芯片，电性连接所述供电单元，用以在所述伺服器系统处于一开机状态时接收一开机电能；
一第二监控保护芯片，电性连接所述供电单元，用以在所述伺服器系统处于一关机状态时接收一待机电能；
一切换开关，电性连接所述第一监控保护芯片与所述第二监控保护芯片；
复数个风扇，电性连接所述切换开关；以及
一复杂可程序化逻辑装置，电性连接所述第一监控保护芯片、所述第二监控保护芯片、所述切换开关与所述复数个风扇，用以在所述伺服器系统处于所述关机状态并且侦测到所述第二监控保护芯片接收到所述待机电能时，启用所述第二监控保护芯片，控制所述切换开关导通所述第二监控保护芯片与所述复数个风扇，以使所述复数个风扇接收所述待机电能，并控制所述复数个风扇以一待机功率运转；用以在侦测到所述第一监控保护芯片接收到所述开机电能时，启用所述第一监控保护芯片，控制所述切换开关导通所述第一监控保护芯片与所述复数个风扇，使所述复数个风扇接收所述开机电能，并控制所述复数个风扇以一高于所述待机功率的正常功率运转。
2.如权利要求1所述的风扇控制系统，其特征在于，所述第一监控保护芯片采用ADM1278芯片。
3.如权利要求1所述的风扇控制系统，其特征在于，所述第二监控保护芯片采用MP5023芯片。
4.如权利要求1所述的风扇控制系统，其特征在于，所述切换开关至少包含一金属氧化物半导体场效晶体管。
5.一种风扇控制方法，其特征在于，利用如权利要求1所述的风扇控制系统加以实施，并包含以下步骤：
(a)利用所述复杂可程序化逻辑装置，在所述伺服器系统处于所述关机状态时，启用所述第二监控保护芯片；
(b)利用所述第二监控保护芯片接收所述待机电能；
(c)利用所述复杂可程序化逻辑装置控制所述切换开关导通所述第二监控保护芯片与所述复数个风扇，使所述复数个风扇接收所述待机电能，并控制所述复数个风扇以所述待机功率运转；
(d)利用所述复杂可程序化逻辑装置，在所述伺服器系统自所述关机状态切换成处于所述开机状态时，启用所述第一监控保护芯片；
(e)利用所述第一监控保护芯片接收所述开机电能；
(f)利用所述复杂可程序化逻辑装置控制所述切换开关导通所述第一监控保护芯片与所述复数个风扇，使所述复数个风扇接收所述开机电能，并控制所述复数个风扇以所述正常功率运转。
6.如权利要求5所述的风扇控制方法，其特征在于，还包含以下步骤：
(g)利用所述复杂可程序化逻辑装置，在所述伺服器系统自所述开机状态切换回处于所述关机状态时，关闭所述第一监控保护芯片，并接续上述步骤(a)。
7.如权利要求5所述的风扇控制方法，其特征在于，所述第一监控保护芯片采用ADM1278芯片。
8.如权利要求5所述的风扇控制方法，其特征在于，所述第二监控保护芯片采用MP5023芯片。
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