CN1991781A - 一种侦测cpu温度的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种侦测CPU温度的装置和方法。该装置包括CPU内部测温传感器和控制器，其中所述的控制器包括温度侦测模块，该温度侦测模块用于侦测CPU实时温度值；所述的控制器还包括电流侦测模块和计算模块，所述的电流侦测模块用于侦测CPU实时电流值并把侦测的结果输入到计算模块中，所述的计算模块用于将从温度侦测模块输出的CPU实时温度值和从电流侦测模块输出的实时电流值进行数据分析处理得到CPU实时温度修正值，并将该温度修正值输入到受控设备中。该方法在原有温控侦测方法的基础上，增加侦测CPU电流的实时信号，并采用有效的数值分析方法，准确而实时的跟踪CPU热量变化，能够更好的反映CPU温度，提高温度侦测的实时性和准确性。

Description

一种侦测CPU温度的方法和装置

技术领域

本发明涉及一种侦测温度的方法和装置，特别是涉及一种侦测CPU温度的方法和装置。

背景技术

计算机系统散热是现代计算机技术的重要组成部分。随着快速计算技术的发展，CPU的主频和功耗不断提升，散热方面的要求也日渐突出，温度控制技术已经成为计算机技术发展的重要方向。其中计算机系统的温控技术中两个重要技术方面包括对CPU温度的准确侦测以及对散热设备转速的精确控制。

目前，对于CPU温度的侦测，业界通用的方法是采用CPU内部测温传感器与用于外部侦测的专用温度侦测和处理的控制芯片配合而共同完成，其中CPU内部测温传感器可以是热敏二极管。该温度侦测的具体方法是利用CPU内部的热敏二极管(该热敏二极管被内置到CPU内核中，能够直接准确的体现CPU内核温度)，在计算机主板设计中将CPU内部集成的热敏二极管以特定的电气连接方式连接到执行温度侦测和实现温度处理的控制芯片中，这种控制芯片种类很多，目前常用的是计算机主板上的温度控制器，该芯片提供了CPU温度信号接收和处理的功能。它和CPU之间的电气连接关系如图1所示。温度控制器利用内部的功能模块接收温度信号，并在其内部用特定的计算公式对该温度信号进行处理，然后，把计算结果存储在温度控制器内部的寄存器中以便在系统读取CPU温度时使用。关于该方法更详细的内容在中国发明专利申请公开号为CN1474062A已经给出清楚的揭示。

上述对CPU温度侦测的方法，虽然实施简单，但是该方法对CPU温度反映的实时性差。由于CPU温度的变化存在着惰性，因此，CPU内部测温传感器不能快速的反映CPU温度随着系统使用情况变化而变化的真实状况，从而影响到对后端散热设备控制的实时性和准确度。而且，由于温度的变化过程是缓慢的，对于温度变化的准确侦测就需要温度侦测模块中的AD元件具有很高的采样精度，如果选用具有较低采样精度的AD元件就不能真实的反映CPU温度的变化。另外，在系统正常使用过程中，CPU的温度曲线应该是一条缓慢变化的平滑曲线，但是由于系统的不稳定性，会引起CPU的温度在某一点突然出现异常值，通常将该现象称为系统的瞬间扰动。系统的瞬间扰动对温度侦测的精确度影响很大，并且如果以该温度异常值作为控制信号在对散热设备进行控制时会有瞬间噪音产生，因此需要在温度侦测时把这种异常温度值进行过滤。但是现有的温度侦测方法无法避免上述的问题。

发明内容

本发明利用CPU电流值对CPU温度值进行修正的原理是：CPU散热量与系统负荷呈正相关，而系统负荷的大小变化直接反映到CPU电流，整个过程快速而又实时。所以，侦测CPU实时电流值就可以很好的反映CPU负载，预知CPU的热量变化。但是，由于CPU电流的变化是快速的，可以称得上是实时的，而CPU温度的变化相对是有惰性的，所以，将所侦测到的CPU实时温度值和实时电流值通过求平均值的算法进行数据处理后得到的CPU实时温度修正值实时性好，能够更为准确而实时的反映CPU温度的变化。

本发明克服了现有技术中存在的问题，利用上述原理提供了一种侦测CPU温度的装置和方法，该方法在原有CPU温度侦测方法的基础上，增加侦测CPU电流实时信号，并采用有效的数值分析方法，对CPU内部实时侦测的温度值和电流值进行数据处理，得到更接近真实值的CPU温度修正值，该CPU温度修正值能够更为准确而实时的反映CPU温度的变化。

本发明的第一方面提供一种侦测CPU温度的装置，该装置包括CPU内部测温传感器和控制器，其中所述控制器包括温度侦测模块，该温度侦测模块用于侦测CPU的实时温度值；所述的控制器还包括电流侦测模块和计算模块，所述的电流侦测模块用于侦测CPU的实时电流值并把侦测的结果输入到计算模块中，所述的计算模块用于将从温度侦测模块输出的CPU的实时温度值和从电流侦测模块输出的实时电流值进行数据分析处理得到CPU实时温度修正值，并将该温度修正值输入到受控设备中。

其中所述的控制器中的计算模块根据电流侦测模块输入的电流变化，对温度侦测模块输入的温度数据进行加权平均处理。

其中所述的控制器根据计算模块输出的CPU实时温度修正值对受控设备进行控制，该受控设备可以是散热装置。

其中所述的控制器可以是单片机或专有控制芯片。

其中所述的CPU内部测温传感器可以是热敏二极管。

本发明的另一目的是提供一种侦测CPU温度的方法，包括以下步骤：

步骤一，侦测CPU实时温度值，同时侦测CPU实时电流值；

步骤二，根据电流值的变化，对所侦测的CPU温度值通过数值分析方法进行计算，并输出CPU实时温度修正值。

其中所述的数值分析方法可以采用自相关，互相关以及加权平均的算法，优选为加权平均算法。

与现有技术相比，本发明可以有效克服原有温度侦测方案的不足，提高温度侦测的实时性和准确性。与传统的温度侦测方法相比较，由于加入了能够实时反映系统负载的CPU电流因素，所以修正后的温度值实时性好，能够更好的反映CPU温度的变化。另外，本装置中对温度侦测模块中的AD元件的采样精度要求不高，可以降低开发成本。由于对温度值进行了积分平均，因此该方法还可以有效的过虑瞬间扰动引起的温度异常值，从而提高对散热设备控制的实时性和准确性。本发明对实时温度修正值的运算采用IC内部(Super IO)硬件运算，不需要软件参与，实时性好，占用系统资源少，执行效率高。

附图说明

图1是现有技术温度控制器与CPU之间的电气连接关系图。

图2是本发明的侦测CPU温度的装置模块图。

图3是本发明的侦测CPU温度的方法流程图。

具体实施方式

以下将结合附图对本发明进行详细描述。

如图3所示为本发明的侦测CPU温度的方法的流程图，具体过程如下：

在步骤一中，首先，系统初始化，然后，如图2所示的温度侦测模块对CPU的温度值进行实时侦测，电流侦测模块对CPU的电流值进行实时侦测，并且将上述所侦测到的结果均输入到计算模块中。

CPU的温度侦测方式很多，这里以目前业界通用的CPU温度的侦测方式为例进行说明。目前业界通用的CPU温度的侦测方式是由CPU内部测温传感器与控制芯片配合而共同完成。CPU内部测温传感器可以利用CPU内部的热敏二极管，由于热敏二极管被内置到CPU内核中，因此能够很准确的体现CPU的内核温度(CPU的发热量体现在CPU的内核温度上，CPU内核温度超过某一规定值工作就不稳定，甚至烧毁CPU)。在目前的CPU中，已经提供了这项功能的支持，也就是CPU内部集成了热敏二极管，以供用户侦测温度之用。

CPU内部集成的热敏二极管连接到专有控制芯片Super I/O中，这种芯片种类很多，可以是单片机。

对于CPU电流的侦测目前有很多方案。可以由控制芯片与电流传感器配合而共同完成。许多型号的单片机都可以作为控制芯片实现该功能。其中可以选用盛扬推出的A/D型8位单片机HT46R232，该型号的单片机具备4KOTP程序存储器及192字节通用数据存储器。它的40个I/O管脚可供设计者进行多输入及输出控制的设备应用，如外部按键输入控制、直接驱动LED显示，控制外部开关器件如TRIAC、Relay等。其8通道10位分辨率的A/D转换输入可监测外部模拟信号。配合电流传感器，可以实现电流侦测功能。

在步骤二中，图2所示的计算模块将从温度侦测模块输出的CPU实时温度值和从电流侦测模块输出的CPU实时电流值进行数据分析处理得到CPU实时温度修正值，并将该温度修正值输入到受控设备中。

本发明利用CPU散热量与系统负荷(Loading)的正相关性，由于系统负荷的大小变化直接反映到CPU电流，整个过程快速而又实时。所以，侦测CPU实时电流值就可以很好的反映CPU负载，预知CPU的热量变化。即：CPU电流大，热量发生大，需要较大的散热能力；反之，CPU电流小，热量发生小，需要较小的散热能力就可以满足系统稳定运行的需求。

但是，由于CPU电流的变化是快速的，可以称得上是实时的，而CPU温度的变化相对是有惰性的，所以，将所侦测到的CPU实时温度值和CPU实时电流值通过求平均值的算法进行数据处理后得到的CPU实时温度修正值实时性好，能够更为准确而实时的反映CPU温度的变化。

现以计算模块采用加权平均的方法对所侦测到的CPU实时温度值和CPU实时电流值进行数据处理为例进行详细说明：

首先预定义，CPU侦测温度函数为T，CPU电流函数为I，t为时间变量。则：

I＝f(t)；T＝g(t)

对于不同的时间点(离散化)，则对应实际温度值(T_n)和实际CPU电流值(I_n)分别为：

I₁＝f(t₁)，I₂＝f(t₂).....I_n＝f(t_n)

T₁＝g(t₁)，T₂＝g(t₂).....T_n＝g(t_n)    n＝1，2，3.....

定义系统加权温度值为T_power，经过加权计算后的实时温度修正值能够更为准确的反映CPU温度的变化。定义采样周期为n(采用周期的选取根据CPU的特性试验确定)。

$\mathrm{Tpower}=T_{\mathrm{power}}(I,T)=\frac{I_1*T_1+I_2*T_2+...+I_n*T_n}{I_1+I_2+...+I_n}$

$=\frac{f\left(t_1\right)*g\left(t_1\right)+f\left(t_2\right)*g\left(t_2\right)+...+f\left(t_n\right)*g\left(t_n\right)}{f\left(t_1\right)f\left(t_2\right)+...+f\left(t_n\right)}$

$=\frac{\underset{j=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}f\left(t_j\right)*g\left(t_j\right)}{\underset{j=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}f\left(t_j\right)}$

通过上述公式就可以得到不同时间点的CPU温度修正值，该温度修正值是通过将不同时间点的温度值和电流值通过加权平均的算法进行计算后得到的，能够更为准确而实时的反映CPU的温度的变化，并且可以对瞬间扰动产生的异常温度值进行有效的过虑。

该CPU实时温度修正值还可以通过对CPU的温度值和CPU的电流值采用自相关或互相关的数值分析方法进行数据处理而得到，但是采用自相关或互相关的数值分析方法计算量很大，运算速度比用加权平均算法慢，占用系统资源较大，执行效率低。

与传统的温度控制方法相比较，由于加入了能够实时反映系统负载的CPU电流因素，修正后的CPU实时温度值能够更好的反映CPU温度的变化，所以修正后的温度值实时性好，进而提高了对散热设备控制的实时性和准确性。

上述所输出的CPU实时温度修正值可以作为受控设备的控制信号。该受控设备可以是散热装置，包括CPU风扇和散热风扇。CPU实时温度修正值作为受控设备的控制信号，该控制信号对控制脉冲进行脉宽调制，使散热设备的供电电压发生变化，从而实现对散热设备转速的控制。

最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种侦测CPU温度的装置，该装置包括CPU内部测温传感器和控制器，其中所述控制器包括温度侦测模块，该温度侦测模块用于侦测CPU实时温度值；所述的控制器还包括电流侦测模块和计算模块，所述的电流侦测模块用于侦测CPU实时电流值并把侦测的结果输入到计算模块中，所述的计算模块用于将从温度侦测模块输出的CPU实时温度值和从电流侦测模块输出的实时电流值进行数据分析处理得到CPU实时温度修正值，并将该温度修正值输入到受控设备中。

2.如权利要求1所述的侦测CPU温度的装置，其特征在于：所述的控制器中的计算模块根据电流侦测模块输入的电流变化，对温度侦测模块输入的温度值进行加权平均处理。

3.如权利要求1所述的侦测CPU温度的装置，其特征在于：所述的控制器可以是单片机或专有控制芯片。

4.如权利要求1所述的侦测CPU温度的装置，其特征在于：所述的控制器根据计算模块输出的CPU实时温度修正值对受控设备进行控制。

5.如权利要求4所述的侦测CPU温度的装置，其特征在于：所述的受控设备可以是散热装置。

6.如权利要求1所述的侦测CPU温度的装置，其特征在于：所述的CPU内部测温传感器可以是热敏二极管。

7.一种侦测CPU温度的方法，包括以下步骤：

步骤一，侦测CPU的实时温度值，同时侦测CPU的实时电流值；

步骤二，根据电流值的变化，对所侦测的CPU温度值通过数值分析方法进行计算，并输出CPU实时温度修正值。

8.如权利要求7所述的侦测CPU温度的方法，其特征在于：所述的CPU实时温度值的侦测可以由CPU内部测温传感器与控制芯片配合而共同完成。

9.如权利要求7所述的侦测CPU温度的方法，其特征在于：所述的CPU实时电流值的侦测可以由电流传感器与控制芯片配合而共同完成。

10.如权利要求7所述的侦测CPU温度的方法，其特征在于：所述的数值分析方法优选为加权平均算法。

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