CN113568494B - 一种硬盘供电电压的检测装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种硬盘供电电压的检测装置，包括：与目标硬盘相连的分压模块，用于对目标硬盘的供电电压进行分压，得到目标电压；设置于目标集成芯片中的PWM模块，用于产生目标PMW信号；与PWM模块相连的滤波模块，用于对目标PWM信号进行滤波，得到三角滤波信号；设置于目标集成芯片中的差分比较模块，用于对目标电压和三角滤波信号进行差分比较，得到差分比较信号；设置于目标集成芯片中的数据处理模块，用于根据差分比较信号和目标PWM信号的占空比确定目标硬盘的目标供电数据，并根据目标供电数据检测目标硬盘的供电电压是否出现异常。通过该检测装置就可以显著减少在对硬盘供电电压进行检测过程中所需要的造价成本。

Description

一种硬盘供电电压的检测装置

技术领域

本发明涉及服务器技术领域，特别涉及一种硬盘供电电压的检测装置。

背景技术

硬盘通常是由硬盘背板进行供电，硬盘背板对硬盘的供电状况直接影响着硬盘的运行状态。如果硬盘的供电电压波动超过预设范围，则会引发系统掉盘故障。

在现有技术中，为了检测硬盘背板对硬盘的供电情况，通常会在硬盘背板的电源连接器前端增加一个总E-fuse，然后，再通过BMC（Baseboard Management Controller，基板管理控制器）来读取E-fuse的电压来确定背板为硬盘所提供的供电电压。由于该方法只能检测出背板给硬盘的总供电电压，无法检测出背板对各个硬盘的供电电压。这样当硬盘背板上的某一个硬盘出现电流瞬时增大而导致硬盘出现故障时，由于总E-fuse的电流阈值会远大于每个硬盘的工作电流，总E-fuse上不会产生明显的电压波动，由此就会造成硬盘故障无法定位以及故障原因无法解析等的问题。如果想要检测出背板上每一个硬盘的供电电压，就需要在每一个硬盘连接器上安装一个E-fuse，这样就会极大的增加硬件成本。目前，针对上述技术问题，还没有较为有效的解决办法。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种硬盘供电电压的检测装置，以减少在对硬盘供电电压进行检测过程中所需要的造价成本。其具体方案如下：

一种硬盘供电电压的检测装置，包括：

与目标硬盘相连的分压模块，用于对所述目标硬盘的供电电压进行分压，得到目标电压；

设置于目标集成芯片中的PWM模块，用于产生目标PMW信号；

与所述PWM模块相连的滤波模块，用于对所述目标PWM信号进行滤波，得到三角滤波信号；

设置于所述目标集成芯片中的差分比较模块，用于对所述目标电压和所述三角滤波信号进行差分比较，得到差分比较信号；

设置于所述目标集成芯片中的数据处理模块，用于根据所述差分比较信号和所述目标PWM信号的占空比确定所述目标硬盘的目标供电数据，并根据所述目标供电数据检测所述目标硬盘的供电电压是否出现异常。

优选的，还包括：

与所述数据处理模块相连的BMC，用于获取所述目标供电数据中的异常供电数据，并根据所述异常供电数据提供对应的故障分析报告。

优选的，还包括：

与所述BMC相连的显示器，用于对所述异常供电数据进行显示，并将所述异常供电数据生成异常曲线图。

优选的，还包括：

设置于所述BMC中的存储器，用于对所述异常供电数据进行存储。

优选的，还包括：

设置于所述BMC中的报警器，用于当所述BMC获取到所述异常供电数据时，提示预警信息。

优选的，所述目标PWM信号的占空比从0~100%~0进行线性、周期性变化。

优选的，所述目标电压和所述三角滤波信号能够在所述差分比较模块的输入端进行灵活调换。

优选的，所述滤波模块具体为低通滤波器。

优选的，所述低通滤波器的带通小于所述目标PWM信号的频率。

优选的，所述目标集成芯片具体为CPLD。

优选的，当所述差分比较信号的电平发生翻转时，所述目标PWM信号的占空比与所述目标硬盘的供电电压存在目标映射关系；

其中，所述目标映射关系的表达式为：

式中，

为所述目标硬盘的供电电压，

为所述目标集成芯片管脚输出信号高电平所对应的数值，

为所述目标PWM信号的占空比，

为所述分压模块的衰减比值。

可见，在本发明中，是由分压模块、滤波模块以及背板现有目标集成芯片中的差分比较模块、PWM模块和数据处理模块来组成对硬盘供电电压进行检测的检测装置。在利用该检测装置对目标硬盘的供电电压进行检测时，首先是利用分压模块对目标硬盘的供电电压进行分压，得到目标电压。同时，利用PWM模块产生目标PWM信号，并利用滤波模块对目标PWM信号进行滤波得到三角滤波信号，之后，再利用差分比较模块对目标电压和三角滤波信号进行差分比较，得到差分比较信号，最后，再利用数据处理模块根据差分比较信号和目标PWM信号的占空比确定目标硬盘的目标供电数据，并根据目标供电数据来检测目标硬盘的供电电压是否出现异常。显然，相较于现有技术而言，在本发明所提供的检测装置中，因为是利用背板中现有目标集成芯片自带的差分比较模块来对目标硬盘的供电电压进行检测，在此情况下，只要配合目标集成芯片增加一些简单的分压模块、滤波模块就可以达到对目标硬盘的供电电压进行检测的目的，由此就可以显著减少在对硬盘供电电压进行检测过程中所需要的造价成本。

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，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例所提供的一种硬盘供电电压的检测装置的结构图；

图2为本发明实施例所提供的另一种硬盘供电电压的检测装置的结构图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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。

请参见图1，图1为本发明实施例所提供的一种硬盘供电电压的检测装置的结构图，该检测装置包括：

与目标硬盘相连的分压模块11，用于对目标硬盘的供电电压进行分压，得到目标电压；

设置于目标集成芯片中的PWM模块12，用于产生目标PMW信号；

与PWM模块12相连的滤波模块13，用于对目标PWM信号进行滤波，得到三角滤波信号；

设置于目标集成芯片中的差分比较模块14，用于对目标电压和三角滤波信号进行差分比较，得到差分比较信号；

设置于目标集成芯片中的数据处理模块15，用于根据差分比较信号和目标PWM信号的占空比确定目标硬盘的目标供电数据，并根据目标供电数据检测目标硬盘的供电电压是否出现异常。

在本实施例中，是提供了一种硬盘供电电压的检测装置，通过该检测装置可以显著减少在对硬盘供电电压进行检测过程中所需要的造价成本。在该检测装置中，是由分压模块11、滤波模块13以及背板现有目标集成芯片中的差分比较模块14、PWM模块12和数据处理模块15来组成对硬盘供电电压进行检测的检测装置。

其中，目标集成芯片可以是背板中的CPLD（Complex Programmable LogicDevice，复杂可编程逻辑器件）、FPGA（Field Programmable Gate Array，现场可编程逻辑门阵列）或者是其它类型的可编程逻辑器件。

当需要对目标硬盘的供电电压进行检测时，首先是利用分压模块11对目标硬盘的供电电压

进行分压，得到目标电压

，同时利用设置于目标集成芯片中的PWM模块12产生目标PWM信号PWM_lin，并利用滤波模块13对目标PWM信号PWM_lin进行滤波，得到三角滤波信号Tri_wave；之后，利用目标集成芯片中的差分比较模块14对目标电压

和三角滤波信号Tri_wave进行差分比较得到差分比较信号Trigger_o。当差分比较模块14获取得到差分比较信号Trigger_o之后，设置于目标集成芯片中的数据处理模块15会根据差分比较信号Trigger_o和目标PWM信号PWM_lin的占空比

确定目标硬盘的目标供电数据，并会根据目标供电数据来检测目标硬盘的供电电压是否出现异常。

能够想到的是，如果目标硬盘的供电电压

一直处于稳定状态，那么对目标硬盘供电电压

进行分压之后的目标电压

与三角滤波信号Tri_wave进行差分比较所得到的差分比较信号Trigger_o就会呈现出线性、有规律的变化；如果差分比较模块所输出的差分比较信号Trigger_o呈现出无规律的变化情形时，则说明目标硬盘的供电电压出现了异常。

并且，根据差分比较模块14对目标电压

和三角滤波信号Tri_wave进行差分比较的工作原理可知，差分比较模块14所输出的差分比较信号Trigger_o会与目标PWM信号PWM_lin的占空比

呈一定的线性关系，所以，通过差分比较信号Trigger_o的这一变化规律以及结合目标PWM信号PWM_lin的占空比

就可以确定出目标硬盘的目标供电数据，并根据目标供电数据能够检测出目标硬盘是否出现异常。

相较于现有技术中需要在硬盘连接器上安装一个E-fuse才能检测出目标硬盘的供电电压而言，在本实施例所提供的检测装置中，因为是利用背板中现有目标集成芯片自带的差分比较模块14来对目标硬盘的供电电压进行检测。在此情况下，只要配合目标集成芯片增加一些简单的分压模块11、滤波模块13就可以达到对目标硬盘的供电电压进行检测的目的，由此就可以显著减少在对硬盘供电电压进行检测过程中所需要的造价成本。

可见，在本实施例中，是由分压模块、滤波模块以及背板现有目标集成芯片中的差分比较模块、PWM模块和数据处理模块来组成对硬盘供电电压进行检测的检测装置。在利用该检测装置对目标硬盘的供电电压进行检测时，首先是利用分压模块对目标硬盘的供电电压进行分压，得到目标电压。同时，利用PWM模块产生目标PWM信号，并利用滤波模块对目标PWM信号进行滤波得到三角滤波信号，之后，再利用差分比较模块对目标电压和三角滤波信号进行差分比较，得到差分比较信号，最后，再利用数据处理模块根据差分比较信号和目标PWM信号的占空比确定目标硬盘的目标供电数据，并根据目标供电数据来检测目标硬盘的供电电压是否出现异常。显然，相较于现有技术而言，在本实施例所提供的检测装置中，因为是利用背板中现有目标集成芯片自带的差分比较模块来对目标硬盘的供电电压进行检测，在此情况下，只要配合目标集成芯片增加一些简单的分压模块、滤波模块就可以达到对目标硬盘的供电电压进行检测的目的，由此就可以显著减少在对硬盘供电电压进行检测过程中所需要的造价成本。

基于上述实施例，本实施例对技术方案作进一步的说明与优化，请参见图2，图2为本发明实施例所提供的另一种硬盘供电电压的检测装置的结构图。作为一种优选的实施方式，上述检测装置还包括：

与数据处理模块相连的BMC16，用于获取目标供电数据中的异常供电数据，并根据异常供电数据提供对应的故障分析报告。

在本实施例中，当目标硬盘的供电电压出现异常时，为了使得工作人员能够及时知悉到目标硬盘的异常供电原因。在该检测装置中还将数据处理模块与BMC16相连，并利用BMC16来获取目标供电数据中的异常供电数据。当BMC16获取得到与目标硬盘相对应的异常供电数据时，会根据目标硬盘的异常供电数据提供与之相对应的故障分析报告。

当获取得到与目标硬盘异常供电数据相对应的故障分析报告时，工作人员就可以根据BMC16所提供的故障分析报告对目标硬盘的异常故障状态进行检测与维修，这样不仅保证了目标硬盘的可维护性，而且，也可以提高工作人员在对目标硬盘进行维修时的效率。

作为一种优选的实施方式，上述检测装置还包括：

与BMC相连的显示器，用于对异常供电数据进行显示，并将异常供电数据生成异常曲线图。

为了使得工作人员能够更为清楚、直观地查看到目标硬盘的异常供电数据，还在该检测装置中设置了显示器，以利用显示器来显示目标硬盘的异常供电数据，并将目标硬盘的异常供电数据生成异常曲线图。

能够想到的是，当将目标硬盘的异常供电数据生成异常曲线图时，工作人员就可以更为直观地从显示器上查看到目标硬盘在各个时间点的供电数据，在此情况下，工作人员就可以及时对目标硬盘的异常故障进行定位与维修，由此就可以进一步提高工作人员的维修体验。

作为一种优选的实施方式，上述检测装置还包括：

设置于BMC中的存储器，用于对异常供电数据进行存储。

可以理解的是，目标硬盘的异常供电数据不仅蕴含着目标硬盘的供电信息，而且，也包含着目标硬盘的异常供电原因、异常供电时间以及异常供电类型等信息。所以，当将目标硬盘的异常供电数据存储到存储器时，工作人员不仅可以根据存储器中所存储的异常供电数据对目标硬盘的当前供电状态进行分析，而且，也可以根据目标硬盘的异常供电数据评估出目标硬盘供电电源的健康状态以及损耗程度。由此就可以进一步提高人们在使用该检测装置时的用户体验。

作为一种优选的实施方式，上述检测装置还包括：

设置于BMC中的报警器，用于当BMC获取到异常供电数据时，提示预警信息。

在本实施例中，还在该检测装置中设置了用于当BMC获取到目标硬盘的异常供电数据时，提示预警信息的报警器。能够想到的是，当目标硬盘的供电状态出现异常时，通过报警器对工作人员的预警提示，就可以使得工作人员能够及时知悉到目标硬盘的异常供电状态，并及时采取相应的补救措施，由此就可以相对降低人们的经济损失。

基于上述实施例，本实施例对技术方案作进一步的说明与优化，作为一种优选的实施方式，目标PWM信号的占空比从0~100%~0进行线性、周期性变化。

为了使得差分比较模块能够获取得到数据更为整齐、结果更加精确的差分比较信号，是控制PWM模块所产生目标PWM信号的占空比按照0~100%~0进行线性、周期性变化。

能够想到的是，当目标PWM信号的占空比按照从0~100%~0进行线性、周期性的变化时，滤波模块所输出三角滤波信号的占空比也会按照一定的规律进行变化。在此情况下，差分比较模块在将三角滤波信号和目标电压进行差分比较的过程中，其所输出的差分比较信号也会比较规整与整齐，这样不仅可以方便数据处理模块对差分比较信号的计算与处理，而且，也可以保证数据处理结果的准确性与可靠性。

基于上述实施例，本实施例对技术方案作进一步的说明与优化，作为一种优选的实施方式，目标电压和三角滤波信号能够在差分比较模块的输入端进行灵活调换。

在本实施例中，因为差分比较模块对于输入端的信号无极性要求，所以，既可以将分压模块所输出的目标电压和滤波模块所输出的三角滤波信号分别输入至差分比较模块的正相输入端和负相输入端，也可以将分压模块所输出的目标电压和滤波模块所输出的三角滤波信号分别输入至差分比较模块的负相输入端和正相输入端。

显然，通过本实施例所提供的技术方案，就可以相对降低工作人员在对检测装置进行操作时的出错概率。

基于上述实施例，本实施例对技术方案作进一步的说明与优化，作为一种优选的实施方式，滤波模块具体为低通滤波器。

可以理解的是，因为PWM模块所输出的目标PWM信号的频率相对降低，所以，为了使得滤波模块能够对目标PWM信号中的有用信号和噪声信号进行更好的分离，并取得良好的滤波效果，在本实施例中，是将滤波模块设置为低通滤波器。

作为一种优选的实施方式，低通滤波器的带通小于目标PWM信号的频率。

在实际应用中，为了使得滤波模块能够将目标PWM信号中的有用信号和噪声信号进行更为精确的分离，是将低通滤波器的带通设置为小于目标PWM信号频率的数值。也即，如果输入至滤波模块的信号小于目标PWM信号的频率，则该信号可以通过滤波模块，如果输入至滤波模块的信号大于或等于目标PWM信号的频率，则该信号无法通过低通滤波器。由此就可以达到对目标PWM信号进行精确滤波的目的。

基于上述实施例，本实施例对技术方案作进一步的说明与优化，作为一种优选的实施方式，上述目标集成芯片具体为CPLD。

具体的，在实际应用中，可以将目标集成芯片设置为CPLD，因为CPLD不仅具有丰富的逻辑和存储器资源，而且，CPLD还具有大量的输入输出接口，以及能够在装完系统后进行重新编程，所以，当将目标集成芯片设置为CPLD时，就可以进一步提高人们在使用该检测装置时的易用性。

基于上述实施例，本实施例对技术方案作进一步的说明与优化，作为一种优选的实施方式，当差分比较信号的电平发生翻转时，目标PWM信号的占空比与目标硬盘的供电电压存在目标映射关系；

其中，目标映射关系的表达式为：

式中，

为目标硬盘的供电电压，

为目标集成芯片管脚输出信号高电平所对应的数值，

为目标PWM信号的占空比，

为分压模块的衰减比值。

在本实施例中，目标PWM信号PWM_lin经过滤波模块13的滤波之后，所得到三角滤波信号Tri_wave的大小会与目标PWM信号PWM_lin的占空比

一一对应。其中，三角滤波信号Tri_wave的最大值对应目标PWM信号PWM_lin在占空比为100%时的波形，并且，三角滤波信号Tri_wave的最大值对应的是目标集成芯片管脚输出信号的高电平

，高电平

由目标集成芯片的工作电压所确定，为固定值。

差分比较模块14对目标电压V_HDD1和三角滤波信号Tri_wave进行差分比较的过程中，当三角滤波信号Tri_wave的数值等于目标电压

时，差分比较模块14所输出的差分比较信号Trigger_o会发生翻转。也即，当差分比较模块14所输出的差分比较信号Trigger_o发生翻转时，目标PWM信号PWM_lin的占空比

与目标硬盘的供电电压

一一对应。

此时，

。其中，

为分压模块11的衰减比值，由滤波模块13的电路参数所决定，

。

数据处理模块15在差分比较信号Trigger_o发生翻转的边沿，会采样目标PWM信号PWM_lin的占空比

，并计算得到目标硬盘的目标供电数据。具体的，当数据处理模块检测到目标硬盘的供电电压存在异常时，数据处理模块会主动锁存目标硬盘的异常供电数据以及异常供电数据前后的供电数据。

显然，通过本实施例所提供的技术方案，就可以使得目标硬盘供电数据的检测结果更加准确与可靠。

相应的，本发明实施例还公开了一种服务器，包括如前述所公开的一种硬盘供电电压的检测装置。

本发明实施例所提供的一种服务器，具有前述所公开的一种硬盘供电电压的检测装置所具有的有益效果。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上对本发明所提供的一种硬盘供电电压的检测装置进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (11)

1.一种硬盘供电电压的检测装置，其特征在于，包括：

与目标硬盘相连的分压模块，用于对所述目标硬盘的供电电压进行分压，得到目标电压；

设置于目标集成芯片中的PWM模块，用于产生目标PMW信号；其中，所述目标集成芯片设置在用于为所述目标硬盘进行供电的背板中；

与所述PWM模块相连的滤波模块，用于对所述目标PWM信号进行滤波，得到三角滤波信号；

设置于所述目标集成芯片中的差分比较模块，用于对所述目标电压和所述三角滤波信号进行差分比较，得到差分比较信号；

设置于所述目标集成芯片中的数据处理模块，用于根据所述差分比较信号和所述目标PWM信号的占空比确定所述目标硬盘的目标供电数据，并根据所述目标供电数据检测所述目标硬盘的供电电压是否出现异常。

2.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，还包括：

与所述数据处理模块相连的BMC，用于获取所述目标供电数据中的异常供电数据，并根据所述异常供电数据提供对应的故障分析报告。

3.根据权利要求2所述的检测装置，其特征在于，还包括：

与所述BMC相连的显示器，用于对所述异常供电数据进行显示，并将所述异常供电数据生成异常曲线图。

4.根据权利要求2所述的检测装置，其特征在于，还包括：

设置于所述BMC中的存储器，用于对所述异常供电数据进行存储。

5.根据权利要求2所述的检测装置，其特征在于，还包括：

设置于所述BMC中的报警器，用于当所述BMC获取到所述异常供电数据时，提示预警信息。

6.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，设置所述目标PWM信号的占空比呈现线性、周期性变化，且所述目标PWM信号的占空比的变化范围从0到100%，再回归至0。

7.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述目标电压和所述三角滤波信号能够在所述差分比较模块的输入端进行灵活调换。

8.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述滤波模块具体为低通滤波器。

9.根据权利要求8所述的检测装置，其特征在于，所述低通滤波器的带通小于所述目标PWM信号的频率。

10.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述目标集成芯片具体为CPLD。

11.根据权利要求1至10任一项所述的检测装置，其特征在于，当所述差分比较信号的电平发生翻转时，所述目标PWM信号的占空比与所述目标硬盘的供电电压存在目标映射关系；

其中，所述目标映射关系的表达式为：

式中，

为所述目标硬盘的供电电压，

为所述目标集成芯片管脚输出信号高电平所对应的数值，

为所述目标PWM信号的占空比，

为所述分压模块的衰减比值。

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