CN214175077U - 一种硬盘模块性能监控装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提出了一种硬盘模块性能监控装置，该装置包括基板管理控制器、可编辑逻辑芯片、电源供应模块、eFuse模块和硬盘模块；可编辑逻辑芯片的通过I2C接口与eFuse模块的输入端相连；eFuse模块的的输出端与硬盘模块相连；可编辑逻辑芯片还通过I2C接口与基板管理控制器相连；所述基板管理控制器还与电源供应模块以及硬盘模块相连。本申请通过优化BMC模块、CPLD模块和Efuse模块的电路设计线路来监控和检测硬盘模块上的转速信息的设计线路，则可让使用者事先了解硬盘模块的寿命和使用时间、磁头使用率等状态、信息，以便提早防范硬盘磁区损毁、磁头损坏的风险，进而得以实现硬盘模块的硬件效能监控。
Description
技术领域
本实用新型属于服务器硬盘监控技术领域，特别涉及一种硬盘模块性能监控装置。
背景技术
现今业界主流的服务器设计都会使用到BMC模块、CPLD模块和Efuse模块块这三种模块来应用，而一般服务器大部分只会透过BMC模块来读取硬盘模块的温度或是型号、厂商、规格等信息，而往往忽略影响硬盘模块寿命和运作时的电压、电流状况和瓦数以及转速等信息，BMC(Baseboard Management Controller,基板管理控制器)，CPLD(ComplexProgrammable Logic Device，复杂可编程逻辑器件)。
一般服务器大部分只会通过BMC模块的原生I2C接口来读取硬盘模块的温度或是型号、厂商、规格等信息，而往往忽略影响硬盘模块寿命和运作时的电压、电流状况和瓦数以及转速等信息，例如整机柜中的部分机台因为硬盘模块的周边控制转速线路的电阻、电容等零件，或是硬盘模块内部的霍尔传感器，因长时间使用造成物料老化，或是抽重载时的大电流，产生静磁场干扰等影响，因进而影响硬盘模块周边控制线路的零件的电器特性，使硬盘模块本身工作的转速降低或是转速功能异常或失效，导致间接影响服务器上数据和数据读取、写入的速度变慢或是不正常的错误告警的问题。
发明内容
为了解决上述技术问题，本实用新型提出了一种硬盘模块性能监控装置，基板管理控制器和可编辑逻辑芯片通过Efuse模块监控硬盘模块的电压值、电流值和温度值做纪录、报错告警等机制的设计电路，以实现BMC模块对硬盘模块的硬件效能监控。
为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
一种硬盘模块性能监控装置，包括基板管理控制器、可编辑逻辑芯片、电源供应模块、eFuse模块和硬盘模块；
所述可编辑逻辑芯片的通过I2C接口与eFuse模块的输入端相连；所述eFuse模块的的输出端与硬盘模块相连；
所述可编辑逻辑芯片还通过I2C接口与基板管理控制器相连；所述基板管理控制器还与电源供应模块以及硬盘模块相连。
进一步的，所述监控装置还包括远程通信模块；
所述基板管理控制器通过远程通信模块与远程监控模块相连。
进一步的，所述所述监控装置还包括通知模块；
所述通知模块通过GPIO引脚与可编辑逻辑芯片相连。
进一步的，所述通知模块包括第一显示模块、第二显示模块和蜂鸣模块；
所述可编辑逻辑芯片通过第一GPIO引脚与第一显示模块相连，所述可编辑逻辑芯片通过第二GPIO引脚与第二显示模块相连，所述可编辑逻辑芯片通过第三GPIO引脚与蜂鸣模块相连。
进一步的，所述第一显示模块和第二显示模块均采用发光二极管，且第一显示模块发出的光不同于第二显示模块。
进一步的，所述电源供电模块包括第一电源供电模块和第二电源供电模块；
所述第一电源供应模块和第二电源供应模块互为冗余。
进一步的，所述eFuse模块同时通过电压输出信号和电流输出信号与硬盘模块通信连接。
发明内容中提供的效果仅仅是实施例的效果，而不是发明所有的全部效果，上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果：
本实用新型提出了一种硬盘模块性能监控装置，该装置包括基板管理控制器、可编辑逻辑芯片、电源供应模块、eFuse模块和硬盘模块；可编辑逻辑芯片的通过I2C接口与eFuse模块的输入端相连；eFuse模块的的输出端与硬盘模块相连；可编辑逻辑芯片还通过I2C接口与基板管理控制器相连；所述基板管理控制器还与电源供应模块以及硬盘模块相连。本申请中可编辑逻辑芯片通过I2C接口控制外部的Efuse模块供给给硬盘模块上的电源输出，同时Efuse模块可以透过I2C接口回传硬盘模块的电压和电流信息给可编辑逻辑芯片，接着通过可编辑逻辑芯片内部的固件做运算，将电压和电流值相乘后得到的瓦数，换算成电能，再搭配马达的功耗公式，即可计算出该硬盘当下的转速，最后在将该硬盘的转速通过I2C接口回传给BMC模块纪录。本实用新型可有效解决整机柜中部分机台因为硬盘模块周边控制转速线路的电阻、电容等零件，或是硬盘模块内部的霍尔传感器，因长时间使用造成物料老化，或是抽重载时的大电流，产生静磁场干扰等影响，因进而影响硬盘模块周边控制线路的零件的电器特性，使硬盘模块本身工作的转速降低或是转速功能异常或失效，影响服务器上数据和数据读取、写入的速度变慢或是错误告警。
附图说明
如图1为本实用新型实施例1一种硬盘模块性能监控装置电路连接示意图；
如图2为本实用新型实施例1一种硬盘模块性能监控装置中BMC模块读取硬盘模块转速正常时的电路连接示意图；
如图3为本实用新型实施例1一种硬盘模块性能监控装置中BMC模块读取硬盘模块转速异常时的电路连接示意图。
具体实施方式
为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本实用新型进行详细阐述。下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本实用新型的不同结构。为了简化本实用新型的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。此外，本实用新型可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。应当注意，在附图中所图示的部件不一定按比例绘制。本实用新型省略了对公知组件和处理技术及工艺的描述以避免不必要地限制本实用新型。
实施例1
本实用新型提出了一种硬盘模块性能监控装置，通过改良与优化BMC模块、CPLD模块和Efuse模块的电路设计线路来监控和检测硬盘模块上的转速信息的设计线路，则可让使用者事先了解硬盘模块的寿命和使用时间、磁头使用率等状态、信息，以便提早防范硬盘磁区损毁、磁头损坏的风险。进而得以实现硬盘模块的硬件效能监控，以事先防范硬盘损坏和错误告警等。
如图1为本实用新型实施例1一种硬盘模块性能监控装置电路连接示意图，包括基板管理控制器、可编辑逻辑芯片、电源供应模块、eFuse模块和硬盘模块；
BMC，基板管理控制器，用于监控整个服务器的的环境温度和错误告警等系统状态。
CPLD，可编辑逻辑芯片，在服务器中常用作电源时序控制，在本申请中用于控制外部的efuse模块，以及回传相关efuse模块讯息等监控功能。
电源供应模块为服务器提供电源，包括第一电源供电模块和第二电源供电模块；第一电源供应模块和第二电源供应模块互为冗余。
eFuse模块用于控制供给给硬盘电源，以及侦测硬盘的电压和电流讯息，同时具有过压和过流保护的装置应用。
硬盘模块用于服务器数据的存储，而服务器中中常用的机械硬盘模块内部皆有霍尔传感器，做为硬盘的磁头的位置判断。
本申请中，CPLD,可编辑逻辑芯片的通过I2C接口与eFuse模块的输入端相连；eFuse模块的的输出端与硬盘模块相连；CPLD,可编辑逻辑芯片还通过I2C接口与BMC基板管理控制器相连；BMC基板管理控制器还与电源供应模块以及硬盘模块相连。
CPLD模块通过I2C接口控制外部的Efuse模块供给给硬盘模块上的电源输出，同时Efuse模块可以通过I2C接口回传该硬盘模块的电压和电流信息给CPLD模块，接着透过CPLD模块内部的FW做运算，将电压和电流值相乘后得到的瓦数，换算成电能，再搭配马达的功耗公式，即可计算出该硬盘当下的转速，最后在将该硬盘的转速通过I2C接口回传给BMC模块纪录，而BMC模块也可通过直连到硬盘模块的I2C接口来获取该硬盘的当下温度以供远程监控人员纪录和确认机台状况。
电能公式W＝P*t＝I*V*t其中P＝功耗(W),I＝电流(A),V＝电压(v),t＝时间(s)，又已知硬盘中的马达所做的功耗是由转速及转矩来决定。马达功耗公式:P＝T×N/97.4其中P＝功耗(W),T＝转矩(Kg.cm),N＝转速(R.P.M),97.4为角速度(ω)转换成R.P.M的常数比，将电能公式带入马达功耗公式即得知硬盘转速N＝97.4*I*V*t/T(R.P.M)。
本申请中电能的计算方法，在CPLD固件中预先设置。
本监控装置还包括通知模块；通知模块通过GPIO引脚与可编辑逻辑芯片相连。
通知模块包括第一显示模块、第二显示模块和蜂鸣模块；可编辑逻辑芯片通过第一GPIO引脚与第一显示模块相连，可编辑逻辑芯片通过第二GPIO引脚与第二显示模块相连，可编辑逻辑芯片通过第三GPIO引脚与蜂鸣模块相连。
第一显示模块和第二显示模块均采用发光二极管，且第一显示模块发出的光不同于第二显示模块。
如图2为本实用新型实施例1一种硬盘模块性能监控装置中BMC模块读取硬盘模块转速正常时的电路连接示意图；
如果Efuse模块所侦测给硬盘模块的电压为12V，电流值为3A，时间为60s，硬盘的转矩为10kg.cm，则根据硬盘转速公式:N＝97.4*I*V*t/T(R.P.M)＝21038.4(R.P.M)。
通过CPLD模块换算出来的硬盘转速再透过BMC模块的内部FW做判断条件运算，即将当下读取到的硬盘转速透过BMC模块FW内部的”硬盘型号定义的平均转速值V.S.硬盘当前的平均转速值”表中做判断，以确认该硬盘当前的平均转速读值(N)是否对应硬盘型号定义的平均转速值，而转速偏差值一般设定在+/-1000R.P.M。
因为上述范例是假设所有的硬盘模块回传的硬盘转速读值皆在正常工作转速范围内，故CPLD模块会经过FW判断机台中的所有硬盘的转速皆于正常的工作状态后，透过GPIO脚位控制外部的红色发光二极管不亮灯，以及蜂鸣器关闭，不做错误告警，而控制外部的绿色发光二极管亮灯，用以表示机台上的硬盘模块的转速目前正常运作，此时机房员可在第一时间得知此机台为正常工作且无任何错误告警的状态。
机房人员也可透过RJ45 Lan port网络来远程监控BMC模块，以让机房人员可在第一时间得知机台的运作状态和有无任何告警信息。
如图3为本实用新型实施例1一种硬盘模块性能监控装置中BMC模块读取硬盘模块转速异常时的电路连接示意图。
若服务器因长时间使用，造成硬盘模块周边控制转速线路的电阻、电容等零件，或是硬盘模块内部的霍尔传感器物料老化或是抽重载时的大电流，产生静磁场干扰等影响，因进而影响硬盘模块周边控制线路的零件的电器特性，使硬盘模块本身工作的转速降低或是转速功能异常或失效，导致间接影响服务器上数据和数据读取、写入的速度变慢或是不正常的错误告警的问题。
此时通过本申请改良与优化BMC模块、CPLD模块和Efuse模块的电路设计，服务器上的Efuse模块会将供给给硬盘模块的电压值和电流值透过I2C接口传给CPLD模块，再透过CPLD模块内部的FW做运算，将电压和电流值相乘后得到的瓦数(功耗)，通过电能公式和马达功耗公式换算出硬盘转速(R.P.M)，最后再通过I2C接口传回BMC模块做纪录，以实现通过BMC模块来监控和检测硬盘模块上的电压、电流和瓦数以及转速信息的应用。
如果此时Efuse模块所侦测给硬盘模块的电压为12V，电流值为1A，时间为60s，硬盘的转矩为10kg.cm，则根据硬盘转速公式:N＝97.4*I*V*t/T(R.P.M)＝7012.8(R.P.M)。
同时通过CPLD模块换算出来的硬盘转速再通过BMC模块的内部FW做判断条件运算，即将当下读取到的硬盘转速透过BMC模块FW内部的”硬盘型号定义的平均转速值V.S.硬盘当前的平均转速值”表中做判断，以确认该硬盘当前的平均转速读值(N)是否对应硬盘型号定义的平均转速值，而转速偏差值一般设定在+/-1000R.P.M。因为假设有任一颗或多颗的硬盘模块回传的硬盘转速读值不在正常工作转速范围内，故CPLD模块会经过FW判断该硬盘的转速于非正常的工作状态后，透过GPIO脚位控制外部的绿色发光二极管不亮灯，而将红色发光二极管亮灯，并同时将外部的蜂鸣器致能发出报警声，此时机房人员可在第一时间得知此机台的硬盘模块的转速异常，为非正常工作的错误告警状态，需立即前来处理。
本实用新型BMC模块和CPLD模块可透过Efuse模块监控硬盘模块的电压值、电流值和温度值做纪录、报错告警等机制的设计电路，以实现BMC模块对硬盘模块的硬件效能监控，检测硬盘模块上的转速和瓦数以及温度等信息，实现智能监控和转速异常告警等应用。
上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制。对于所属领域的技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的修改或变形。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。
Claims (7)
1.一种硬盘模块性能监控装置，其特征在于，包括基板管理控制器、可编辑逻辑芯片、电源供应模块、eFuse模块和硬盘模块；
所述可编辑逻辑芯片的通过I2C接口与eFuse模块的输入端相连；所述eFuse模块的输出端与硬盘模块相连；
所述可编辑逻辑芯片还通过I2C接口与基板管理控制器相连；所述基板管理控制器还与电源供应模块以及硬盘模块相连。
2.根据权利要求1所述的一种硬盘模块性能监控装置，其特征在于，所述监控装置还包括远程通信模块；
所述基板管理控制器通过远程通信模块与远程监控模块相连。
3.根据权利要求1所述的一种硬盘模块性能监控装置，其特征在于，所述监控装置还包括通知模块；
所述通知模块通过GPIO引脚与可编辑逻辑芯片相连。
4.根据权利要求3所述的一种硬盘模块性能监控装置，其特征在于，所述通知模块包括第一显示模块、第二显示模块和蜂鸣模块；
所述可编辑逻辑芯片通过第一GPIO引脚与第一显示模块相连，所述可编辑逻辑芯片通过第二GPIO引脚与第二显示模块相连，所述可编辑逻辑芯片通过第三GPIO引脚与蜂鸣模块相连。
5.根据权利要求4所述的一种硬盘模块性能监控装置，其特征在于，所述第一显示模块和第二显示模块均采用发光二极管，且第一显示模块发出的光不同于第二显示模块。
6.根据权利要求1所述的一种硬盘模块性能监控装置，其特征在于，所述电源供应模块包括第一电源供应模块和第二电源供应模块；第一电源供应模块和第二电源供应模块互为冗余。
7.根据权利要求1所述的一种硬盘模块性能监控装置，其特征在于，所述eFuse模块同时通过电压输出信号和电流输出信号与硬盘模块通信连接。
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| CN202120118713.3U CN214175077U (zh) | 2021-01-15 | 2021-01-15 | 一种硬盘模块性能监控装置 |
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2021
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