CN113377619A - 一种基于fpga的服务器主板监控管理系统及方法 - Google Patents

一种基于fpga的服务器主板监控管理系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于FPGA的服务器主板监控管理系统及方法，所述系统包括FPGA模块和服务器主板，所述服务器主板上设置有电源模块、PWM调制模块、主板风扇和位于服务器主板上不同区域的多个数据处理模块；每一个所述的数据处理模块包括均包括电源管理芯片、CPU处理器、电压采集模块和温度传感器；所述FPGA模块用于对电源管理芯片向CPU处理器输出的电压进行调节；同时，根据各个数据处理模块中温度传感器采集到的信息，对PWM控制模块的输出占空比进行控制，从而调节主板风扇的转速。本发明能够在服务器主板工作过程中对服务器主板中的各个CPU进行温度和供电电压监控管理，保证服务器主板的正常工作。

Description

一种基于FPGA的服务器主板监控管理系统及方法
技术领域
本发明涉及FPGA，特别是涉及一种基于FPGA的服务器主板监控管理系统及方法。
背景技术
随着我国经济水平的快速发展，计算机通信及应用技术被广泛用于各行各业，为我国的经济可持续发展提供了强有力的基础动力。因此计算通信及应用技术从最初的基础数据处理、数值计算等发展成为了具备人工智能、边缘计算、工业控制等智能化的一门应用技术。
计算机通信及应用技术不断发展，服务器使用的行业也越来越广泛化。其使用的环境也多样化和复杂化，就目前而言在服务器主板工作过程中，无法根据具体情况很好地调节服务器主板进行监控管理，不利于服务器主板的正常稳定工作。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于FPGA的服务器主板监控管理系统及方法，能够在服务器主板工作过程中对服务器主板中的各个CPU进行温度和供电电压监控管理，保证服务器主板的正常工作。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种基于FPGA的服务器主板监控管理系统，包括FPGA模块和服务器主板，所述服务器主板上设置有电源模块、PWM调制模块、主板风扇和位于服务器主板上不同区域的多个数据处理模块；
每一个所述的数据处理模块包括均包括电源管理芯片、CPU处理器、电压采集模块和温度传感器；所述电源管理芯片的供电输入端与电源模块连接，电源管理芯片的供电输出端分别与CPU处理器和温度处理器连接；所述电压采集模块用于采集电源管理芯片向CPU处理器输出的电压，并传输给FPGA模块；所述温度传感器用于采集CPU处理器的温度信息，并传输给FPGA模块；所述PWM调制模块的供电输入端与电源模块连接，PWM调制模块的输出端与主板风扇连接；所述FPGA模块还分别与电源管理芯片的控制输入端和PWM调制模块的控制输入端连接；
所述FPGA模块，用于保存每一个数据处理模块中CPU处理器的供电范围，并在接收到来自任一个数据处理模块中电压采集模块的实际供电电压时，判断该数据处理模块中CPU处理器是否出现欠压或过压的情况，在出现欠压或过压情况时，对电源管理芯片向CPU处理器输出的电压进行调节；同时，根据各个数据处理模块中温度传感器采集到的信息，对PWM控制模块的输出占空比进行控制，从而调节主板风扇的转速。
一种基于FPGA的服务器主板监控管理方法，包括以下步骤：
S1.在服务器主板开始工作之前，对FPGA模块进行编程，使FPGA模块保存CPU的正常温度参数和各个数据处理模块中CPU处理器的正常供电电压范围；
S2.在服务器主板工作过程中，各个数据处理模块中温度传感器采集到的CPU温度信息和电压采集模块采集到的CPU供电电压信息实时传输给FPGA模块；
S3.FPGA模块将接收到的信息与实时时钟信息一起，通过通讯模块传输给管理后台，并进行CPU的温度监控管理和供电监控管理。
进一步地，步骤S3中所述的温度监控管理包括以下子步骤：
A01.FPGA模块统计各个数据处理模块中温度传感器采集到的温度信息；
设CPU的正常温度参数包括：标准温度值xa、最大温度值xmax和最小温度值xmin；PWM调制模块的标准占空比为K1；
各个数据处理模块中温度传感器采集到的温度信息分别为x1,x2,…,xN，其中N表示数据处理模块的个数；
A02.判断x1,x2,…,xN中是否存在大于xmax的温度值：
若是，FPGA模块输出控制指令对PWM调制模块的输出占空比进行控制，使得PWM的输出占空比为100％；
若否，进入步骤A03；
A03.判断x1,x2,…,xN中是否存在小于xmin的温度值：
若是，FPGA模块输出控制指令对PWM调制模块的输出占空比进行控制，使得PWM的输出占空比为0％；
若否，进入步骤A04；
A04.计算x1,x2,…,xN的平均值
Figure BDA0003124781370000021
Figure BDA0003124781370000022
A05.计算平均值
Figure BDA0003124781370000023
与标准温度值xa之间的温度误差α：
Figure BDA0003124781370000024
A06.根据标准占空比K1和温度误差α，计算目标占空比K2：
K2＝K1*(1+α)；
A07.FPGA模块输出控制指令对PWM调制模块的输出占空比进行控制，使得PWM的输出占空比为K2；
A08.在服务器主板工作的不同时刻，重复执行步骤A01～A07，实现工作过程中持续的温度管理。
进一步地，步骤S3中所述的供电监控管理包括以下子步骤：
B01.对于任一CPU处理器，设正常供电电压范围为m1～m2,该CPU处理器所在数据处理模块中电压采集模块采集到的电压为m；
B02.FPGA模块在m低于m1时,认为出现了欠压情况，生成控制指令控制所述电源管理芯片提高向该CPU处理器输出的供电电压，使得m位于m1～m2之间；FPGA模块在m高于m2时，认为出现了过压情况，生成控制指令控制所述电源管理芯片降低向该CPU处理器输出的供电电压，使得m位于m1～m2之间；
B03.对每一个CPU处理器，重复步骤B01～B02，实现各个数据处理模块中CPU处理器的供电监控管理；
B04.在服务器主板工作的不同时刻,重复步骤B01～B03,服务器主板工作过程中持续的供电监控管理。
本发明的有益效果是：本发明能够在服务器主板工作过程中对服务器主板中的各个CPU进行温度和供电电压监控管理，保证服务器主板的正常工作；同时，FPGA模块能够将接收到CPU温度信息、电压信息与三维加速度传感器采集到的信息通过通讯模块传输到管理后台，便于管理后台进行综合分析。
附图说明
图1为本发明的系统原理框图；
图2为本发明的方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。
如图1所示，一种基于FPGA的服务器主板监控管理系统，包括FPGA模块和服务器主板，所述服务器主板上设置有电源模块、PWM调制模块、主板风扇和位于服务器主板上不同区域的多个数据处理模块；
每一个所述的数据处理模块包括均包括电源管理芯片、CPU处理器、电压采集模块和温度传感器；所述电源管理芯片的供电输入端与电源模块连接，电源管理芯片的供电输出端分别与CPU处理器和温度处理器连接；所述电压采集模块用于采集电源管理芯片向CPU处理器输出的电压，并传输给FPGA模块；所述温度传感器用于采集CPU处理器的温度信息，并传输给FPGA模块；所述PWM调制模块的供电输入端与电源模块连接，PWM调制模块的输出端与主板风扇连接；所述FPGA模块还分别与电源管理芯片的控制输入端和PWM调制模块的控制输入端连接；
所述FPGA模块，用于保存每一个数据处理模块中CPU处理器的供电范围，并在接收到来自任一个数据处理模块中电压采集模块的实际供电电压时，判断该数据处理模块中CPU处理器是否出现欠压或过压的情况，在出现欠压或过压情况时，对电源管理芯片向CPU处理器输出的电压进行调节；同时，根据各个数据处理模块中温度传感器采集到的信息，对PWM控制模块的输出占空比进行控制，从而调节主板风扇的转速。
在本申请的实施例中，所述服务器主板监控管理系统还包括实时时钟模块，所述实时时钟模块与FPGA模块连接，用于提供实时时钟信息；所述服务器主板监控管理系统还包括通讯模块，所述通讯模块与FPGA模块连接，所述FPGA模块将各个数据处理模块中电压采集模块和温度传感器采集到的数据与实时时钟信息一起，通过输出通讯模块向远程的管理后台进行发送。所述通讯模块包括3G或4G通讯模块。所述服务器主板上还设置有三维加速度传感器，所述三维加速度传感器的输出端与FPGA模块连接，所述FPGA模块将三维加速度传感器采集到的信息与实时时钟信息一起向远程管理后台进行发送；所述三维加速度传感器的供电输入端与电源模块连接。
如图2所示，一种基于FPGA的服务器主板监控管理方法，包括以下步骤：
S1.在服务器主板开始工作之前，对FPGA模块进行编程，使FPGA模块保存CPU的正常温度参数和各个数据处理模块中CPU处理器的正常供电电压范围；
S2.在服务器主板工作过程中，各个数据处理模块中温度传感器采集到的CPU温度信息和电压采集模块采集到的CPU供电电压信息实时传输给FPGA模块；
S3.FPGA模块将接收到的信息与实时时钟信息一起，通过通讯模块传输给管理后台，并进行CPU的温度监控管理和供电监控管理。
其中，步骤S3中所述的温度监控管理包括以下子步骤：
A01.FPGA模块统计各个数据处理模块中温度传感器采集到的温度信息；
设CPU的正常温度参数包括：标准温度值xa、最大温度值xmax和最小温度值xmin；PWM调制模块的标准占空比为K1；
各个数据处理模块中温度传感器采集到的温度信息分别为x1,x2,…,xN，其中N表示数据处理模块的个数；
A02.判断x1,x2,…,xN中是否存在大于xmax的温度值：
若是，FPGA模块输出控制指令对PWM调制模块的输出占空比进行控制，使得PWM的输出占空比为100％；
若否，进入步骤A03；
A03.判断x1,x2,…,xN中是否存在小于xmin的温度值：
若是，FPGA模块输出控制指令对PWM调制模块的输出占空比进行控制，使得PWM的输出占空比为0％；
若否，进入步骤A04；
A04.计算x1,x2,…,xN的平均值
Figure BDA0003124781370000051
Figure BDA0003124781370000052
A05.计算平均值
Figure BDA0003124781370000053
与标准温度值xa之间的温度误差α：
Figure BDA0003124781370000054
A06.根据标准占空比K1和温度误差α，计算目标占空比K2：
K2＝K1*(1+α)；
A07.FPGA模块输出控制指令对PWM调制模块的输出占空比进行控制，使得PWM的输出占空比为K2；
A08.在服务器主板工作的不同时刻，重复执行步骤A01～A07，实现工作过程中持续的温度管理。
其中，步骤S3中所述的供电监控管理包括以下子步骤：
B01.对于任一CPU处理器，设正常供电电压范围为m1～m2,该CPU处理器所在数据处理模块中电压采集模块采集到的电压为m；
B02.FPGA模块在m低于m1时,认为出现了欠压情况，生成控制指令控制所述电源管理芯片提高向该CPU处理器输出的供电电压，使得m位于m1～m2之间；FPGA模块在m高于m2时，认为出现了过压情况，生成控制指令控制所述电源管理芯片降低向该CPU处理器输出的供电电压，使得m位于m1～m2之间；
B03.对每一个CPU处理器，重复步骤B01～B02，实现各个数据处理模块中CPU处理器的供电监控管理；
B04.在服务器主板工作的不同时刻,重复步骤B01～B03,服务器主板工作过程中持续的供电监控管理。
上述说明示出并描述了本发明的一个优选实施例，但如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种基于FPGA的服务器主板监控管理系统，其特征在于：包括FPGA模块和服务器主板，所述服务器主板上设置有电源模块、PWM调制模块、主板风扇和位于服务器主板上不同区域的多个数据处理模块；
每一个所述的数据处理模块包括均包括电源管理芯片、CPU处理器、电压采集模块和温度传感器；所述电源管理芯片的供电输入端与电源模块连接，电源管理芯片的供电输出端分别与CPU处理器和温度处理器连接；所述电压采集模块用于采集电源管理芯片向CPU处理器输出的电压，并传输给FPGA模块；所述温度传感器用于采集CPU处理器的温度信息，并传输给FPGA模块；所述PWM调制模块的供电输入端与电源模块连接，PWM调制模块的输出端与主板风扇连接；所述FPGA模块还分别与电源管理芯片的控制输入端和PWM调制模块的控制输入端连接；
所述FPGA模块，用于保存每一个数据处理模块中CPU处理器的供电范围，并在接收到来自任一个数据处理模块中电压采集模块的实际供电电压时，判断该数据处理模块中CPU处理器是否出现欠压或过压的情况，在出现欠压或过压情况时，对电源管理芯片向CPU处理器输出的电压进行调节；同时，根据各个数据处理模块中温度传感器采集到的信息，对PWM控制模块的输出占空比进行控制，从而调节主板风扇的转速。
2.根据权利要求1所述的一种基于FPGA的服务器主板监控管理系统，其特征在于：所述服务器主板监控管理系统还包括实时时钟模块，所述实时时钟模块与FPGA模块连接，用于提供实时时钟信息。
3.根据权利要求2所述的一种基于FPGA的服务器主板监控管理系统，其特征在于：所述服务器主板监控管理系统还包括通讯模块，所述通讯模块与FPGA模块连接，所述FPGA模块将各个数据处理模块中电压采集模块和温度传感器采集到的数据与实时时钟信息一起，通过输出通讯模块向远程的管理后台进行发送。
4.根据权利要求3所述的一种基于FPGA的服务器主板监控管理系统，其特征在于：所述通讯模块包括3G或4G通讯模块。
5.根据权利要求2所述的一种基于FPGA的服务器主板监控管理系统，其特征在于：所述服务器主板上还设置有三维加速度传感器，所述三维加速度传感器的输出端与FPGA模块连接，所述FPGA模块将三维加速度传感器采集到的信息与实时时钟信息一起向远程管理后台进行发送；所述三维加速度传感器的供电输入端与电源模块连接。
6.一种基于FPGA的服务器主板监控管理方法，基于权利要求1～5中任意一项所述的系统，其特征在于：包括以下步骤：
S1.在服务器主板开始工作之前，对FPGA模块进行编程，使FPGA模块保存CPU的正常温度参数和各个数据处理模块中CPU处理器的正常供电电压范围；
S2.在服务器主板工作过程中，各个数据处理模块中温度传感器采集到的CPU温度信息和电压采集模块采集到的CPU供电电压信息实时传输给FPGA模块；
S3.FPGA模块将接收到的信息与实时时钟信息一起，通过通讯模块传输给管理后台，并进行CPU的温度监控管理和供电监控管理。
7.根据权利要求6所述的一种基于FPGA的服务器主板监控管理方法，其特征在于：步骤S3中所述的温度监控管理包括以下子步骤：
A01.FPGA模块统计各个数据处理模块中温度传感器采集到的温度信息；
设CPU的正常温度参数包括：标准温度值xa、最大温度值xmax和最小温度值xmin；PWM调制模块的标准占空比为K1；
各个数据处理模块中温度传感器采集到的温度信息分别为x1,x2,…,xN，其中N表示数据处理模块的个数；
A02.判断x1,x2,…,xN中是否存在大于xmax的温度值：
若是，FPGA模块输出控制指令对PWM调制模块的输出占空比进行控制，使得PWM的输出占空比为100％；
若否，进入步骤A03；
A03.判断x1,x2,…,xN中是否存在小于xmin的温度值：
若是，FPGA模块输出控制指令对PWM调制模块的输出占空比进行控制，使得PWM的输出占空比为0％；
若否，进入步骤A04；
A04.计算x1,x2,…,xN的平均值
Figure FDA0003124781360000021
Figure FDA0003124781360000022
A05.计算平均值
Figure FDA0003124781360000023
与标准温度值xa之间的温度误差α：
Figure FDA0003124781360000024
A06.根据标准占空比K1和温度误差α，计算目标占空比K2：
K2＝K1*(1+α)；
A07.FPGA模块输出控制指令对PWM调制模块的输出占空比进行控制，使得PWM的输出占空比为K2；
A08.在服务器主板工作的不同时刻，重复执行步骤A01～A07，实现工作过程中持续的温度管理。
8.根据权利要求6所述的一种基于FPGA的服务器主板监控管理方法，其特征在于：步骤S3中所述的供电监控管理包括以下子步骤：
B01.对于任一CPU处理器，设正常供电电压范围为m1～m2,该CPU处理器所在数据处理模块中电压采集模块采集到的电压为m；
B02.FPGA模块在m低于m1时,认为出现了欠压情况，生成控制指令控制所述电源管理芯片提高向该CPU处理器输出的供电电压，使得m位于m1～m2之间；FPGA模块在m高于m2时，认为出现了过压情况，生成控制指令控制所述电源管理芯片降低向该CPU处理器输出的供电电压，使得m位于m1～m2之间；
B03.对每一个CPU处理器，重复步骤B01～B02，实现各个数据处理模块中CPU处理器的供电监控管理；
B04.在服务器主板工作的不同时刻,重复步骤B01～B03,服务器主板工作过程中持续的供电监控管理。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115047953A (zh) * 2022-04-30 2022-09-13 苏州浪潮智能科技有限公司 一种服务器散热方法、系统、装置及介质
CN115047953B (zh) * 2022-04-30 2023-08-08 苏州浪潮智能科技有限公司 一种服务器散热方法、系统、装置及介质

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