CN1670711A - 主板供电检测系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种主板供电检测系统，用于检测主板对接口的供电能力，包括：负载，与接口的一个插槽电连接；操作指令输入模块，用于用户输入操作指令；该负载包括若干路的子负载，且所述主板供电检测系统进一步包括可调模块，用于接收操作指令输入模块的操作指令，并根据操作指令控制接通或断开子负载。本发明板供电检测系统有效检测主板对各种电接口供电能力。

Description

主板供电检测系统

技术领域

本发明涉及计算机及信息技术领域，主要涉及一种用于检验主板的供电能力的主板供电检测系统。

背景技术

周边元件扩展接口(PCI)继ISA(Industry Standard Architecture，工业标准结构)以来最通用的计算机外部设备接口，主要用于电脑，服务器，工控设备等主板上。一般主板都会带2至6个PCI插槽，当PCI插槽数越多的时候对主板的供电要求就会变高，即影响PCI卡能否正常工作的关键因素是主板对PCI插槽的3.3v和5v的供电情况。故主板厂商需要一种能用来检测电流供应能力的设备来检验主板的供电能力。

不同的主板所带的PCI插槽的数量不一样，PCI插槽越多的主板其供电的供电能力必须越强，对PC组装厂商来说其主板货源通常不止一两家，而不同的厂家所生产出来的同一款主板的供电能力是不一样的，因此PC组装厂商需要一种专门用来检测主板对PCI供电能力的设备或方法，从而可以从众多的主板供应商中挑选出一两款对PCI供电能力强的主板。

现有的主板供电能力检测的方法，采用一个固定的模拟PCI卡的负载卡占用其中一个PCI插槽，通过改变跳线手动调节电流值，判断其他PCI插槽上PCI卡是否能正常工作，以确定主板对PCI的供电能力。

但该解决方案存在以下缺点：1)手动操作很不方便，会浪费很多操作者的时间；2)PCI插槽上的电流其实是动态变化的，而不是固定一直不跳变的，而现有解决方案中负载的电流是没有跳变的；3)现有PCI负载卡对PCI插槽上的数据没有做任何的处理，只是简单地拉电流而已，即现有的PCI负载卡不能很好的模拟PCI卡的真实工作情况；4)另外，无法扩展到主板上的其他直流/交流供电接口的供电能力检测，例如ISA，IDE(智能磁盘设备)，USB(通用串行总线)，DDR(DOUBLE DATA RATE SDRAM，双倍速率同步动态随机存储器)等等。因此，PC组装厂商和主板供应商急需一种可动态调节PCI插槽电流且操作方便，能实际模拟PCI卡，有效检测主板对各种直流/交流电接口供电能力的主板供电检测系统。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种主板供电检测系统，有效检测主板对各种电接口供电能力。

为解决上述问题，本发明主板供电检测系统，用于检测主板对接口的供电能力，包括：负载，与接口的一个插槽电连接；操作指令输入模块，用于用户输入操作指令；该负载包括若干路的子负载，且所述主板供电检测系统进一步包括可调模块，用于接收操作指令输入模块的操作指令，并根据操作指令控制接通或断开子负载。

所述操作指令输入模块包括输入数字指令的界面和设置手动指令的跳线。

所述可调模块包括若干将子负载串联到接口插槽中的负载开关，以及用于读取和处理操作指令，并根据操作指令的结果控制负载开关关闭的单片机。可调模块还包括与界面进行通信用于接收数字指令且与单片机通信连接的通信口，并且所述单片机的一个端口设置成跳线。所述负载开关是指电子开关器件。

所述单片机包括：初始化模块，用于寄存器定义、端口定义及通信口初始化；判断模块，用于判断是手动指令还是数字指令；读取操作指令模块，用于读取手动设置的指令或数字指令，并保存在比较寄存器中；比较模块，用于判断比较寄存器中的具体操作指令的数值；循环模块，根据操作指令周期性地循环地控制负载开关接通数量及频率，并周期性检测比较寄存器中是否有新的操作指令，如果有新的操作指令则跳出循环执行读取操作指令模块。

所述数字指令的具体操作指令包括电源电压、负载电流和负载开关频率。所述单片机根据设定的负载开关频率设置循环周期。比较模块根据预先设置的真值表判断比较寄存器保存的手动指令具体数值。所述主板供电检测系统还包括与负载连接在同一个插槽上并与插槽上的数据信号连在一起用于模拟外部周边设备的模拟负载。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

适用于各类带PCI插槽的主板，可简单地通过改变跳线的方式来达到调节电流的目的；通过界面与通信口可直接控制PCI插槽的工作电流和负载开关频率；对负载电流和负载开关频率可实时控制，该主板供电检测系统是独立供电独立工作的，使用的过程中与主板没有必然的联系，故不影响主板的正常开关机；能有效地测试出主板对接口的供电能力；可以很客观地比较不同厂家主板之间对PCI接口的供电能力；具有可扩展性，即通过增大负载功率或者增加负载可以将本发明的工作功率从25瓦扩展到50瓦甚至更高(通过增加负载电阻来实现的)；本发明主板供电检测系统可以切换到主板上的所有直流/交流供电接口，包括ISA，IDE(智能磁盘设备)，USB(通用串行总线)，DDR，AGP，PCI-X，PCI-E，FLOOPY，SATA，1394，DDR2等等，用来检验各类直流/交流电源的供电能力

附图说明

图1是本发明主板供电检测系统的整体框图。

图2是图1的细化框图。

图3是主板供电检测系统的应用流程图。

具体实施方式

请参照图1所示，本发明主板供电检测系统，用于检测被测主板1对接口2的供电能力，包括：

负载3，与接口2的一个插槽电连接，该负载包括若干路的子负载，例如本实施例中采用12路子负载，每路子负载由若干个50H，0.5W电阻串并联而成，该部分为现有技术不再赘述；

操作指令输入模块(未图示)，用于用户输入操作指令，该操作指令输入模块在本实施例中输入数字指令的界面4(即自动控制)和设置手动指令的跳线5(即手动设置)；

可调模块6，用于接收操作指令输入模块的操作指令，并根据操作指令控制接通或断开子负载。

另外，所述主板供电检测系统还包括与负载3连接在同一个插槽上，并与插槽上的数据信号连在一起，用于模拟外部周边设备的模拟负载7(例如采用32个8pf电容)，使主板供电检测系统更接近实际。

在具体应用中，通过可调模块6控制接通或断开子负载的数量以达成负载可调，不断增大负载直到接口其他插槽的设备无法正常工作，进而判断主板对接口的供电能力。

请参照图2所示，本实施例中本发明主板供电检测系统连接到所有带PCI插槽的主板上，通过动态调节PCI插槽上3.3V或者5V电压的电流大小和开关频率从而达到检验主板的供电能力。本发明主板供电检测系统，负载3的工作电压来自于标准的ATX(一种新的PC主板架构规范)电源接口，其与被测主板1相连后直接从PCI插槽中引出被检验的3.3v或者5v的电压。

当然，本发明主板供电检测系统还可以扩展到ISA(Industry StandardArchitecture工业标准结构)，PCI-X(周边元件扩展接口)，PCI-EXPRESS(特殊PCI接口)，AGP(加速图形接口)，DDR(Double Data Rate SDRAM，双倍速率同步动态随机存储器)、DIMM(Dual Inline Memory-Modules，双列直插内存)等等接口上，用来检验3.3V，1.8V，2.5V等电源的供电能力。

所述可调模块6包括若干将子负载串联到接口2插槽中的负载开关60、以及用于读取和处理操作指令，并根据操作指令的结果控制负载开关60关闭的单片机61、与界面4进行通信用于接收数字指令且与单片机61通信连接的通信口62(包括串口，并口，SMBUS系统管理总线等，本实施例中采用串口)。本实施例中，将单片机61和负载开关60连接ATX外部电源接口，以获得5V和12V的工作电源。

所述单片机61，例如选用Microchip的型号为PIC16F877A的单片机，包括有微程序控制器(MCU，MICROPROGRAM CONTROL UNIT)、I/O端口及若干寄存器(比较寄存器、循环寄存器等等)，一般有PORT A，PORT B，PORT C，PORT D，PORT E五组I/O端口。单片机61的结构是现有技术不再赘述。

所述单片机61的一个端口(例如，PORTA)设置成跳线5。MCU将PORTA设置为输入端口，跳线的另两端分别接地和5v电源，当将跳线接地时端口的对应位为低电平；将跳线接到5v时对应的位就是高电平。例如用户将跳线A0-A5分别接地，则PORTA的输入值为xx000000，若A0---A5全接5v电源，则PORTA的输入值为xx111111，最后两位没用到可能为随机值，故用“xx”表示。

所述负载开关60，为所有适用的电子开关器件，本实施例中采用金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)，例如采用型号为MMBT3904的MOSFET，每一路子负载的输入端都接了一个MOSFET，用来控制子负载的开关，而MOSFET4一端与单片机61的I/O端口相连，从而达到通过单片机61控制MOSFET的开关目的。当单片机61输出低电平时，对应的MOSFET导通从而打开对应的子负载；当单片机61输出高电平时，对应的MOSFET关闭从而关闭相应的子负载。因型号为PIC16F877A的单片机61具有几十个I/O端口输出，利用其中的12个I/O来控制12个MOSFET的开关，用来调节负载3的电流值，本实施例中的电流值可以在0---4300mA之间选择，每格最小跳变为100mA。同时PIC16F877A还可以控制MOSFET开关频率，从而实现模拟真实PCI卡运作的情况。

所述通信口62与单片机61之间的通信本实施例中是使用MAX3250来转换信号电平的。RS-232由EIA定义的串行接口的电子与电缆链接特性的标准，型号为PIC16F877A的单片机具有内置RS-232串口；而MAX3250，是一款串口信号转换芯片，不仅可以完成RS-232电平与TTL电平的转换，还可以起到串口隔离的作用。工作时，界面4给MAX3250发送数据，MAX3250将数据转换成单片机61可以识别的数据，并保存到自己的寄存器(本实施例是比较寄存器)中。串行通信为全双工模式，波特率可设置为9600、19200等。

另外，所述单片机61还包括如下处理模块：初始化模块，用于寄存器定义、端口定义及通信口62通信初始化；判断模块，用于判断是手动指令还是数字指令；读取操作指令模块，用于读取设置手动指令或数字指令，并保存在比较寄存器中；比较模块，用于判断比较寄存器中的具体操作指令的数值；循环模块，根据操作指令周期性地循环地控制负载开关60接通数量及频率，并周期性检测比较寄存器中是否有新的操作指令，如果有新的操作指令则跳出循环执行读取操作指令模块。

所述数字指令的具体操作指令包括电源电压、负载电流和负载开关频率。所述单片机61根据设定的负载开关频率设置循环周期。当用户使用的是自动控制方式，用户通过界面4，选择设置操作指令(操作指令具体数值指电源电压大小，负载电流大小和负载开关频率)可动态地调节负载3所损耗的电流值和MOS管的开关频率。界面4根据用户的设置给单片机61发送相关的操作指令，单片机61操作指令，并根据具体操作指令的具体数值去控制负载开关60的接通数量和开关频率，以满足用户设置的负载电流值及负载开关频率。

所述比较模块根据预先设置的真值表判断比较寄存器保存的手动指令具体数值。例如，当用户使用手动设置时，参考相应的真值表，该真值表由A0----A5六位组成，分别对应PORTA中的A0----A5，该跳线是低电平有效的，其中当A0打开时负载电流增加100mA，A1打开时负载电流增加200mA，其它打开时负载电流都增加400mA。当用户在跳线的时候，MCU就去读PORTA的值，通过比较真值表判断手动指令的具体值，即设置跳线即可向可调模块6发送手动指令。当用户将跳线设置成111110时，负载的电流为100mA，设置成111100时负载电流为300mA，设置成001100时负载电流是1.1A。

无论是手动设置还是自动控制，单片机61都会根据操作指令判断操作指令具体数值，从而控制负载开关60，从而达到调节负载3控制电流的目的。电流的大小是可以动态控制的，本实施例的控制范围是0A----4.3A，当本发明主板供电检测系统正在工作的时候，其他的PCI插槽可以连接一些正在使用的PCI卡，如果当电流拉到某个值后导致其他PCI卡不能正常工作，则说明被测主板1对PCI接口的供电能力已经达到了极限。

请参照图3所示，本发明主板供电检测系统应用流程包括以下步骤：

步骤30，初始化模块进行初始化，例如定义寄存器及I/O端口，或RS-232通信初始化等工作；

步骤31，判断模块，判断是手动指令(即手动设置)还是数字指令(即自动控制)，例如通过读MCU的RB5的值来判断用户的选择是手动设置的还是自动控制的，若RB5＝0则为手动设置，RB5＝1则为自动控制；

若是自动控制，则执行以下步骤：

步骤32，读取操作指令模块读取比较寄存器中数字指令，该数字指令通过通信口从界面获取；

步骤33，比较模块判断数字指令中电流或者负载开关频率的数值；

步骤34，根据电流的数值确定打开或关闭子负载，根据负载开关频率的数值来确定循环模块的循环周期(通过修改循环寄存器的值实现)；单片机判断用户设置的数字指令是用来控制电流的还是用来控制频率的，判断(单片机根据界面传送过来的数据进行判断电流的大小，数值越大，电流就越大，比如传过来的数据为00000001，则相应的电流就为100mA，若为00001111，则相应的电流为1.5A，依此类推)，再调节相应的电流大小和负载开关频率参数；

步骤35，循环模块根据循环周期和电流数值大小循环控制负载开关的开关(通过改变单片机I/O端口输出实现的)；

步骤36，每一次循环后都会检测比较寄存器，看是否有新的操作指令，如果有的话则跳出循环返回到步骤32，否则继续执行循环模块；

若是手动设置，则执行以下步骤：

步骤37，读取操作指令模块直接从单片机端口读取手动指令，保存到比较寄存器中；

步骤38，比较模块通过参照预存的真值表，获得手动指令中电流数值；

步骤39，根据电流数值确定打开或关闭子负载；

步骤40，根据电流数值以固定的循环周期控制负载开关的开关(通过改变单片机I/O端口输出实现的)；

步骤41，当用户对跳线有新的设置，则返回步骤37。

具体使用操作，下面分别以测试PCI接口、AGP及DIMM为例进行描述。

(1)测试PCI接口

将本发明主板供电检测系统连接到被测主板的PCI插槽上；

给可调模块接上标准5V，12VATX电源；

用RS232连接线将可调模块和界面相连；

被测主板的其它PCI插槽上接上其它可正常使用的PCI卡；

被测主板上电，运行可正常使用的PCI卡；

通过界面调节本发明主板供电检测系统的电流(功率)；

界面将发送操作指令给可调模块，例如发送00111111到可调模块，则负载可以消耗5v电源1.9A的电流；

设定负载开关频率，例如选择30K，再发送指令到可调模块，可调模块就会以30K的开关频率不停地消耗5v电源1.9A的电流；

查看PCI卡是否还能正常工作；

如果PCI卡还能正常工作，则继续调大电流或者频率，直到PCI卡不能正常工作为止，此时界面上显示的电流值直接可以衡量被测主板对PCI槽的供电能力。

(2)用于测试AGP：

将AGP插槽上1.5v或者0.75v信号引出，直接连到本发明主板供电检测系统或者将接口改为AGP接口，并将相关信号引到本发明主板供电检测系统；

给可调模块接上标准ATX电源；

在AGP插槽上接上可正常使用的显卡；

开机运行3DMARK软件或者相关系统测试软件；

界面通过通信口与可调模块连接

通过界面调节负载的吃电量以及负载开关频率；例如电流调为5A，频率为50KHz；

如果系统运行正常，则可以继续调大相应的电流和负载开关频率；

当3DMARK软件或者相关系统软件出现异常现象时，说明被测主板对AGP的供电达到了极限；

此时界面所显示的电流值和频率值可以反映或者衡量被测主板对AGP供电的能力情况。

(3)用于测试DIMM：

将DIMM插槽上2.5v，或者1.8v信号用线缆引出到本发明主板供电检测系统或者将接口改为DDR或者SDRAM接口直接使用；

给本发明主板供电检测系统接上标准ATX电源；

DIMM插槽上连接正常使用的SDRAM或者DDR；

开机运行3DMARK或者专门用来检测内存的软件；

界面通过通信口不断地调节负载的电流值或者负载开关频率值；

当软件不能正常运行时说明被测主板对DIMM的供电达到了极限；

此时界面所显示的电流值就可以直接反映或者衡量被测主板对DIMM的供电情况。

综上所述，本发明主板供电检测系统，适用于各类带PCI插槽的主板，可简单地通过改变跳线的方式来达到调节电流的目的；

通过界面与通信口可直接控制PCI插槽的工作电流和负载开关频率；对负载电流和负载开关频率可实时控制，该主板供电检测系统是独立供电独立工作的，使用的过程中与主板没有必然的联系，故不影响主板的正常开关机；

能有效地测试出主板对接口的供电能力；可以很客观地比较不同厂家主板之间对PCI接口的供电能力；

具有可扩展性，即通过增大负载功率或者增加负载可以将本发明的工作功率从25瓦扩展到50瓦甚至更高(通过增加负载电阻来实现的)；

本发明主板供电检测系统可以切换到主板上的所有直流/交流供电接口，包括ISA，IDE(智能磁盘设备)，USB(通用串行总线)，DDR，AGP，PCI-X，PCI-E，FLOOPY，SATA，1394，DDR2等等，用来检验各类直流/交流电源的供电能力。

Claims (10)

1.一种主板供电检测系统，用于检测主板对接口的供电能力，包括：

负载，与接口的一个插槽电连接；

操作指令输入模块，用于用户输入操作指令；

其特征在于，该负载包括若干路的子负载，且所述主板供电检测系统进一步包括可调模块，用于接收操作指令输入模块的操作指令，并根据操作指令控制接通或断开子负载。

2.如权利要求1所述的主板供电检测系统，其特征在于，所述操作指令输入模块包括输入数字指令的界面和设置手动指令的跳线。

3.如权利要求2所述的主板供电检测系统，其特征在于，所述可调模块包括若干将子负载串联到接口插槽中的负载开关，以及用于读取和处理操作指令，并根据操作指令的结果控制负载开关关闭的单片机。

4.如权利要求3所述的主板供电检测系统，其特征在于，所述负载开关是指电子开关器件。

5.如权利要求3所述的主板供电检测系统，其特征在于，可调模块还包括与界面进行通信用于接收数字指令且与单片机通信连接的通信口，并且所述单片机的一个端口设置成跳线。

6.如权利要求5所述的主板供电检测系统，其特征在于，所述单片机包括：

初始化模块，用于寄存器定义、端口定义及通信口初始化；

判断模块，用于判断是手动指令还是数字指令；

读取操作指令模块，用于读取手动设置的指令或数字指令，并保存在比较寄存器中；

比较模块，用于判断比较寄存器中的具体操作指令的数值；

循环模块，根据操作指令周期性地循环地控制负载开关接通数量及频率，并周期性检测比较寄存器中是否有新的操作指令，如果有新的操作指令则跳出循环执行读取操作指令模块。

7.如权利要求6所述的主板供电检测系统，其特征在于，所述数字指令的具体操作指令包括电源电压、负载电流和负载开关频率。

8.如权利要求7所述的主板供电检测系统，其特征在于，所述单片机根据设定的负载开关频率设置循环周期。

9.如权利要求6所述的主板供电检测系统，其特征在于，比较模块根据预先设置的真值表判断比较寄存器保存的手动指令具体数值。

10.如权利要求1-9任一项所述的主板供电检测系统，其特征在于，所述主板供电检测系统还包括与负载连接在同一个插槽上并与插槽上的数据信号连在一起用于模拟外部周边设备的模拟负载。

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