CN113883078A - 一种风扇控制装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种风扇控制装置及方法,包括:第一复杂可编程逻辑器件和第二复杂可编程逻辑器件,所述第一复杂可编程逻辑器件与基板管理控制器直连,且所述第一复杂可编程逻辑器件与第二复杂可编程逻辑器件通信连接;所述第一复杂可编程逻辑器件用于控制主板上的第一风扇端子,所述第二复杂可编程逻辑器件用于控制风扇板上的第二风扇端子。本发明风扇设计灵活配置,实现板载风扇和独立风扇板的兼容设计,减轻BMC的I2C工作负载,以及I2C工作不稳定导致的风扇工作异常问题,解决了长距离布线导致的PWM和TACH信号质量不好,导致的转速误报问题。
Description
技术领域
本发明属于服务器技术领域,具体涉及一种风扇控制装置及方法。
背景技术
随着服务器计算能力的提升,对服务器整体性能、功耗和稳定性的要求也越来越高。基于不同的产品需求,服务器设计架构也会千差万别。良好的风扇控制设计方案可以有效的保证主板的散热功能,但是,当前的风扇设计方案比较单一,并且也存在风扇控制不稳定以及风扇控制信号质量不好的问题。
现有的一种风扇的控制方案,风扇连接端子在主板上,风扇端子分别与基板管理控制器和复杂可编程逻辑器件连接,基板管理控制器与复杂可编程逻辑器件连接。基板管理控制器通过PWM信号控制风扇转速,复杂可编程逻辑器件用于监控基板管理控制器的工作状态,当基板管理控制器工作异常时,由复杂可编程逻辑器件控制风扇转速。这种设计方法风扇端子必须设置在主板上,占用主板空间,服务器的结构设计不够灵活。
另一种现有的风扇控制方案,基板管理控制器通过i2c与风扇板复杂可编程逻辑器件通信,发送PWM的占空比,并接收风扇的转速值;复杂可编程逻辑器件监控I2C总线挂死后,复杂可编程逻辑器件会主动控制风扇转速。基板管理控制器与复杂可编程逻辑器件之间通过I2C总线通信,一方面增加了基板管理控制器的I2C工作负载;另一方面,由于I2C挂死概率较高,会导致风扇工作异常概率增加。
发明内容
针对现有技术存在的风扇端子设置在主板上导致服务器结构设计不灵活或基板管理控制器与复杂可编程逻辑器件之间通过I2C总线通信导致占用I2C总线资源问题且I2C总线挂死率高导致风扇不稳定的问题,本发明提供一种风扇控制装置及方法,以解决上述技术问题。
本发明提供一种风扇控制装置,包括:第一复杂可编程逻辑器件和第二复杂可编程逻辑器件,所述第一复杂可编程逻辑器件与基板管理控制器直连,且所述第一复杂可编程逻辑器件与第二复杂可编程逻辑器件通信连接;所述第一复杂可编程逻辑器件用于控制主板上的第一风扇端子,所述第二复杂可编程逻辑器件用于控制风扇板上的第二风扇端子。
进一步的,第一复杂可编程逻辑器件与基板管理控制器的直连链路用于传输脉冲宽度调制信号和风扇转速方波信号。
进一步的,第一复杂可编程逻辑器件通过直连链路监控基板管理控制器的看门狗信号,并根据所述看门狗信号确认基板管理控制器故障。
进一步的,第一复杂可编程逻辑器件定期接收基板管理控制器发送的看门狗信号,若在设定的期限内未收到所述看门狗信号,则判定基板管理控制器故障。
进一步的,第一复杂可编程逻辑器件确认基板管理控制器故障之后,向第一风扇端子发送第一风扇转速。
进一步的,第一复杂可编程逻辑器件通过通用异步收发传输总线连接第二复杂可编程逻辑器件。
本发明还提供一种风扇控制方法,所述方法包括:
第一复杂可编程逻辑器件接收基板管理控制器发送的脉冲宽度调制信号,根据脉冲宽度调制信号控制主板上的第一风扇端子的风扇转速或将脉冲宽度调制信号转发至第二复杂可编程逻辑器件,以使第二复杂可编程逻辑器件根据脉冲宽度调制信号控制风扇板上的第二风扇端子的风扇转速;
第一复杂可编程逻辑器件将第一风扇端子的实际风扇转速信号返回至基板管理控制器,并将第二复杂可编程逻辑器件通过通用异步收发传输总线发送的第二风扇端子的实际风扇转速信号转发至基板管理控制器。
进一步的,第一复杂可编程逻辑器件通过监控基板管理控制器的看门狗信号确认基板管理控制器故障,向第一风扇端子发送设定的风扇转速信号。
进一步的,第二复杂可编程逻辑器件监测通用异步收发传输总线状态,若监测到通用异步收发传输总线异常,则向第二风扇端子发送设定的风扇转速信号,并复位通用异步收发传输总线。
进一步的,第二复杂可编程逻辑器件检测发送信号,若发送信号在设定的期限内没有发生数据翻转则判定发送链路故障,第二复杂可编程逻辑器件通过接收链路发送复位信号,以使第一复杂可编程逻辑器件对通用异步收发传输总线的发送模块进行复位。
本发明的有益效果在于,
本发明提供的风扇控制装置及方法,通过设置两个复杂可编程逻辑器件,分别管理主板上的风扇端子和风扇板上的风扇端子实现服务器结构的灵活设计,在该种架构下,风扇端子即可设置在主板上也可设置在风扇板上。同时令主板上的复杂可编程逻辑器件与基板管理控制器直连,而非通过I2C总线连接,提供了通信稳定性。本发明风扇设计灵活配置,实现板载风扇和独立风扇板的兼容设计,减轻BMC的I2C工作负载,以及I2C工作不稳定导致的风扇工作异常问题,解决了长距离布线导致的PWM和TACH信号质量不好,导致的转速误报问题。
此外,本发明设计原理可靠,结构简单,具有非常广泛的应用前景。
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,对于本领域普通技术人员而言,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请一个实施例的风扇控制装置的结构示意图。
图2是本申请一个实施例的风扇控制方法的风扇转速控制的示例性流程图。
图3是本申请一个实施例的风扇控制方法的风扇实际转速上报的示例性流程图。
图4是本申请一个实施例的风扇控制方法的通用异步收发传输总线复位的示例性流程图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案,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,都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是,在不冲突的情况下,本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
实施例1
请参考图1,本实施例提供一种风扇控制装置,第一复杂可编程逻辑器件(MDCPLD)和第二复杂可编程逻辑器件(FAN board CPLD),第一复杂可编程逻辑器件与基板管理控制器(BMC)直连,且第一复杂可编程逻辑器件与第二复杂可编程逻辑器件通信连接;第一复杂可编程逻辑器件用于控制主板上的第一风扇端子,第二复杂可编程逻辑器件用于控制风扇板上的第二风扇端子。第一复杂可编程逻辑器件与基板管理控制器的直连链路用于传输脉冲宽度调制信号和风扇转速方波信号。第一复杂可编程逻辑器件通过直连链路监控基板管理控制器的看门狗信号,并根据看门狗信号确认基板管理控制器故障。第一复杂可编程逻辑器件确认基板管理控制器故障之后,向第一风扇端子发送第一风扇转速。第一复杂可编程逻辑器件通过通用异步收发传输总线连接第二复杂可编程逻辑器件。
主板BMC的PWM和TACH信号与主板CPLD直连,并且主板CPLD可以监控BMC的看门狗信号,确认BMC是否正常工作。当风扇端子放在主板端时,主板CPLD可正常输出PWM信号,并监控风扇的TACH信号,可以有效的实现风扇的控制;当风扇端子在独立的风扇板时,主板CPLD和风扇板CPLD之间通过UART总线来传输风扇的占空比和风扇转速等信息,然后由风扇板CPLD控制风扇转动。该方案可以灵活兼容风扇端子在主板和单独风扇板的设计,可以满足服务器结构设计的多种需求。
实施例2
请参考图2和图3,本实施例提供一种风扇控制方法,包括如下步骤:
S1、第一复杂可编程逻辑器件接收基板管理控制器发送的脉冲宽度调制信号,根据脉冲宽度调制信号控制主板上的第一风扇端子的风扇转速或将脉冲宽度调制信号转发至第二复杂可编程逻辑器件,以使第二复杂可编程逻辑器件根据脉冲宽度调制信号控制风扇板上的第二风扇端子的风扇转速。
第一复杂可编程逻辑器件通过监控基板管理控制器的看门狗信号确认基板管理控制器故障,向第一风扇端子发送设定的风扇转速信号。第二复杂可编程逻辑器件监测通用异步收发传输总线状态,若监测到通用异步收发传输总线异常,则向第二风扇端子发送设定的风扇转速信号,并复位通用异步收发传输总线。
硬件设计中,BMC的PWM和TACH信号与主板CPLD直连;同时,主板CPLD监控BMC的看门狗信号,来实时监控BMC的工作状态;风扇板CPLD与主板CPLD之间通过UART通信,实现风扇转速占空比和风扇转速值的传输,风扇板CPLD实现对风扇的控制和监控。BMC通过PWM信号控制风扇转速,主板CPLD监控BMC的占空比,并通过UART传输给风扇板CPLD,风扇板CPLD获取占空比值后,模拟生成PWM信号来驱动风扇。
具体的风扇转速控制流程如下:
(1)当BMC正常工作时,BMC通过PWM信号控制风扇转速值,主板CPLD通过监控BMC的PWM信号,获取当前风扇控制的占空比;
(2)当主板CPLD检测到BMC工作异常时,主板CPLD会设定风扇占空比为安全的固定值;
(3)主板CPLD通过UART总线传输风扇转速的占空比值;
(4)风扇板CPLD解析UART总线数据,获取风扇转速的占空比值;
(5)风扇板CPLD监测UART总线,若发现UART总线异常,则风扇板CPLD设定风扇占空比为安全的固定值,并复位UART模块;
(6)风扇板CPLD根据占空比数值,模拟生成对应的PWM信号,驱动风扇实现要求转速转动。
S2、第一复杂可编程逻辑器件将第一风扇端子的实际风扇转速信号返回至基板管理控制器,并将第二复杂可编程逻辑器件通过通用异步收发传输总线发送的第二风扇端子的实际风扇转速信号转发至基板管理控制器。
风扇板CPLD监控风扇的TACH信号,获取风扇的转速值,并通过UART总线传输转速值给到主板CPLD,主板CPLD获取风扇转速值后,模拟生成TACH信号。BMC检测主板CPLD端的TACH信号,从而实现风扇转速值的监控。
具体的实际风扇转速信号监控流程如下:
(1)风扇板CPLD监控风扇的TACH信号,获取风扇的转速值;
(2)风扇板CPLD通过UART传输当前风扇的转速值给到主板CPLD;
(3)主板CPLD解析UART数据,获取风扇的转速值;
(4)主板CPLD模拟生成对应转速值的TACH信号,BMC监控TACH信号实现风扇转速的上报。
S3、当风扇端子在主板时,主板CPLD可以直接通过PWM控制风扇转速,并通过主板CPLD将风扇的TACH转接到BMC。
以下对复位通用异步收发传输总线的机制进行详细介绍,请参考图4,包括:
当CPLD检测到UART总线数据异常时,CPLD应该主动复位UART模块,保证数据可以准确及时的传输。
主板CPLD和风扇板CPLD之间的UART总线会持续不断的发送数据。风扇板CPLD检测TX信号(发送信号),如果TX信号在10s的时间内没有发生数据翻转,则认为TX链路挂死,风扇板CPLD会通过RX链路(接收链路)发送reset command,主板CPLD接收到reset command后,对UART TX模块进行复位操作,从而实现UART总线的自我恢复。
本实施例的设计方案中,风扇板CPLD与主板CPLD之间通过UART通信,实现风扇占空比和转速值的数据传输,BMC与主板CPLD之间进行PWM(脉冲调制信号)和TACH信号(TACH信号:全称是tachometer,转速表的意思,一些说明书里也被称为FG(FrequencyGenerator)信号。Tach信号输出的是一个频率可变的方波信号。)的直接通信,实现占空比的监控和风扇TACH信号的模拟输出;风扇板CPLD直接控制风扇PWM信号,并监测TACH信号,实现风扇的控制与监控。
尽管通过参考附图并结合优选实施例的方式对本发明进行了详细描述,但本发明并不限于此。在不脱离本发明的精神和实质的前提下,本领域普通技术人员可以对本发明的实施例进行各种等效的修改或替换,而这些修改或替换都应在本发明的涵盖范围内/任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种风扇控制装置,其特征在于,包括:第一复杂可编程逻辑器件和第二复杂可编程逻辑器件,所述第一复杂可编程逻辑器件与基板管理控制器直连,且所述第一复杂可编程逻辑器件与第二复杂可编程逻辑器件通信连接;所述第一复杂可编程逻辑器件用于控制主板上的第一风扇端子,所述第二复杂可编程逻辑器件用于控制风扇板上的第二风扇端子。
2.根据权利要求1所述的风扇控制装置,其特征在于,第一复杂可编程逻辑器件与基板管理控制器的直连链路用于传输脉冲宽度调制信号和风扇转速方波信号。
3.根据权利要求1所述的风扇控制装置,其特征在于,第一复杂可编程逻辑器件通过直连链路监控基板管理控制器的看门狗信号,并根据所述看门狗信号确认基板管理控制器故障。
4.根据权利要求3所述的风扇控制装置,其特征在于,第一复杂可编程逻辑器件定期接收基板管理控制器发送的看门狗信号,若在设定的期限内未收到所述看门狗信号,则判定基板管理控制器故障。
5.根据权利要求3所述的风扇控制装置,其特征在于,第一复杂可编程逻辑器件确认基板管理控制器故障之后,向第一风扇端子发送第一风扇转速。
6.根据权利要求1所述的风扇控制装置,其特征在于,第一复杂可编程逻辑器件通过通用异步收发传输总线连接第二复杂可编程逻辑器件。
7.一种风扇控制方法,其特征在于,所述方法包括:
第一复杂可编程逻辑器件接收基板管理控制器发送的脉冲宽度调制信号,根据脉冲宽度调制信号控制主板上的第一风扇端子的风扇转速或将脉冲宽度调制信号转发至第二复杂可编程逻辑器件,以使第二复杂可编程逻辑器件根据脉冲宽度调制信号控制风扇板上的第二风扇端子的风扇转速;
第一复杂可编程逻辑器件将第一风扇端子的实际风扇转速信号返回至基板管理控制器,并将第二复杂可编程逻辑器件通过通用异步收发传输总线发送的第二风扇端子的实际风扇转速信号转发至基板管理控制器。
8.根据权利要求7所述的风扇控制方法,其特征在于,第一复杂可编程逻辑器件通过监控基板管理控制器的看门狗信号确认基板管理控制器故障,向第一风扇端子发送设定的风扇转速信号。
9.根据权利要求7所述的风扇控制方法,其特征在于,第二复杂可编程逻辑器件监测通用异步收发传输总线状态,若监测到通用异步收发传输总线异常,则向第二风扇端子发送设定的风扇转速信号,并复位通用异步收发传输总线。
10.根据权利要求9所述的风扇控制方法,其特征在于,第二复杂可编程逻辑器件检测发送信号,若发送信号在设定的期限内没有发生数据翻转则判定发送链路故障,第二复杂可编程逻辑器件通过接收链路发送复位信号,以使第一复杂可编程逻辑器件对通用异步收发传输总线的发送模块进行复位。
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