DE3516989A1

DE3516989A1 - Controller with a device for removing incident dissipated heat

Info

Publication number: DE3516989A1
Application number: DE19853516989
Authority: DE
Inventors: Dieter Dipl.-Ing. 8520 Erlangen Wollscheid
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1985-05-10
Filing date: 1985-05-10
Publication date: 1986-11-13

Abstract

In the case of a fault in a controller (ST2) with CMOS assemblies, the clock frequency of a controlling clock generator (T2) is either switched to a value at which the incident dissipated heat is reliably uncritical, or the clock frequency is reduced to a value at which the maximum permissible operating temperature is reached. <IMAGE>

Description

Steuerwerk mit einer Einrichtung zum AbführenControl unit with a device for discharge

von entstehender Verlustwärme Die Erfindung bezieht sich auf ein Steuerwerk, insbesondere Rechnersystem, bei dem eine Vielzahl von CMOS-Baugruppen durch den Steuertakt eines Taktgebers synchronisiert betrieben wird und wobei eine Einrichtung zum Abführen der im Steuerwerk entstehende Verlustwärme sowie eine Einrichtung zum Detektieren einer zu geringen Verlustwärmeabfuhr und Auslösen eines entsprechenden Störungssignals vorgesehen sind.of resulting heat loss The invention relates to a control unit, in particular a computer system in which a large number of CMOS modules through the Control clock of a clock is operated synchronized and wherein a device to dissipate the heat loss occurring in the control unit and a device for Detection of insufficient heat dissipation and triggering a corresponding one Disturbance signal are provided.

Größere Rechnersysteme bedürfen im allgemeinen einer Kühlung durch Kühlaggregate, z. B. Lüfter, damit eine vorgegebene maximale Betriebstemperatur nicht überschritten wird. Sofern bei Ausfall eines Kühlaggregats der volle Betrieb des Rechnersystems gewährleistet bleiben soll, werden redundante Kühlaggregate vorgesehen. Sofern bei völligem oder teilweisem Ausfall eines Kühlaggregats nur ein Notbetrieb des Rechnersystems gewährleistet sein muß, ist es jedoch auch möglich, daß bei Rechnersystemen in Multiprozessortechnik einzelne Prozessoren abgeschaltet werden und wichtige Prozesse auf die verbleibenden Prozessoren aufgeteilt werden.Larger computer systems generally require cooling Cooling units, e.g. B. fan, so that a predetermined maximum operating temperature is not exceeded. Provided full operation in the event of failure of a cooling unit the computer system is to be guaranteed, redundant cooling units are provided. Provided that in the event of a complete or partial failure of a cooling unit, only emergency operation of the computer system must be guaranteed, it is also possible that with computer systems In multiprocessor technology, individual processors are switched off and important processes be shared among the remaining processors.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Steuerwerk der eingangs genannten Art so auszubilden, daß bei gestörtem Kühlaggregat ein Notbetrieb auch bei Monoprozessorsystemen ermöglicht wird.The object of the invention is to provide a control unit of the type mentioned at the beginning Kind to train in such a way that an emergency operation even with monoprocessor systems if the cooling unit malfunctions is made possible.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß als Taktgeber ein Taktgeber mit veränderbarer Taktfrequenz vorgesehen ist und daß bei Vorliegen des Störungssignals die betriebliche Taktfrequenz des Takte bers absenkbar ist.According to the invention, this object is achieved in that as a clock a clock with variable clock frequency is provided and that if present of the fault signal, the operational clock frequency of the clock can be lowered.

Bei der Erfindung wird dabei von der Erkenntnis Gebrauch gemacht, daß bei Baugruppen in CMOS-Technologie der Stromverbrauch und damit die entstehende Verlustwärme im wesentlichen von der angelegten Taktfrequenz abhängt.The invention makes use of the knowledge that that with modules in CMOS technology the power consumption and thus the resulting Heat loss essentially depends on the applied clock frequency.

Durch die Erfindung wird während des Notbetriebs eine ausgesprochen gleichmäßige Verteilung der Wärme gewährleistet, wodurch die während des Notbetriebs erfolgende Wärmeabgabe positiv beeinflußt wird.The invention pronounces one during emergency operation Uniform distribution of heat is ensured, which eliminates the need for emergency operation the resulting heat release is positively influenced.

Eine vorteilhafte Ausbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Taktfrequenz jeweils fortlaufend bis zu einem Wert absenkbar ist, der eine Rücknahme des Störungssignals auslöst. Gegenüber einer Absenkung der Taktfrequenz auf einen festen reduzierten Wert, für den ein Betrieb ohne Kühlaggregat garantiert werden kann, ergibt sich bei einer Regelung der Taktfrequenz eine stets maximal mögliche Taktfrequenz und damit eine möglichst hohe Verarbeitungsgeschwindigkeit.An advantageous embodiment of the invention is characterized in that that the clock frequency can be lowered continuously to a value that is one Withdrawal of the fault signal triggers. Compared to a lowering of the clock frequency to a fixed, reduced value, which is guaranteed by operation without a cooling unit can be, there is always a maximum when regulating the clock frequency possible clock frequency and thus the highest possible processing speed.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher erläutert.An embodiment of the invention is shown in the drawing and is explained in more detail below.

Dabei zeigen: Fig. 1 eine prinzipielle Anordnung von Steuerwerk und zugeordneten Kühlaggregaten und Fig. 2 ein Blockschaltbild der Erfindung.They show: FIG. 1 a basic arrangement of the control unit and associated cooling units and FIG. 2 shows a block diagram of the invention.

In der Darstellung gemäß Fig. 1 ist ein Steuerwerk ST1, z. B. ein Rechnersystem, gezeigt, das Baugruppen B1 bis B4 beinhaltet, denen beispielsweise jeweils ein Prozessor zugeordnet ist. Der Betrieb des Steuerwerks ST1 wird durch mindestens einen Taktgeber T1 gesteuert. Dem Steuerwerk ST1 ist ein Lüfter L1 zugeordnet, der die im regulären Betrieb entstehende Verlustwärme abführt. Ferner ist ein Temperaturwächter TW vorgesehen, der die Temperatur im Steuerwerk ST1 und/oder die Drehzahl des Lüfters L1 überwacht. Sofern ein Störfall vorliegt, wird dem Steuerwerk STI vom Temperaturwächter TW ein entsprechendes Störungssignal zugeführt, das beispielsweise dazu dient, daß die Baugruppen B1 und B4 stillgelegt werden und ein Notbetrieb mittels der gestrichelt zusammengefaßt dargestellten Baugruppen B2 und B3 aufrechterhalten bleibt.In the illustration according to FIG. 1, a control unit ST1, for. B. a Computer system shown, which includes assemblies B1 to B4, which for example one processor each assigned. Operation of the control unit ST1 is controlled by at least one clock T1. The control unit ST1 is a Fan L1 assigned, which dissipates the heat losses that occur during regular operation. In addition, a temperature monitor TW is provided that the temperature in the control unit ST1 and / or the speed of the fan L1 is monitored. If there is an incident, the control unit STI receives a corresponding fault signal from the temperature monitor TW supplied, which is used, for example, to shut down the modules B1 and B4 and emergency operation by means of the assemblies shown in dashed lines B2 and B3 is maintained.

Sofern ein Notbetrieb des Steuerwerks ST1 nicht zulässig ist, wäre, wie gestrichelt angedeutet, vom Temperaturwächter TW ein redundantes Kühlaggregat, z. B. ein Lüfter L2, wirksamzusetzen.If emergency operation of the control unit ST1 is not permitted, as indicated by the dashed line, a redundant cooling unit from the temperature monitor TW, z. B. a fan L2 to take effect.

Die Erfindung ist als Blockschaltbild in der Darstellung gemäß Fig. 2 gezeigt. Gleiche Elemente wie in Fig. 1 tragen identische Bezugszeichen.The invention is shown as a block diagram in the representation according to FIG. 2 shown. The same elements as in FIG. 1 have identical reference symbols.

Die Erfindung geht, wie eingangs erwähnt, von der Voraussetzung aus, daß ein Notbetrieb mit reduzierter Rechnerleistung erlaubt sein soll. Deshalb wird ein redundantes Kühlaggregat nicht vorgesehen. Ferner wird davon ausgegangen, daß als Steuerwerk ein Steuerwerk ST2 mit CMOS-Baugruppen vorgesehen ist, bei dem die entstehende Verlustwärme von der Taktfrequenz des Systems abhängt.As mentioned above, the invention is based on the assumption that that emergency operation with reduced computing power should be allowed. Therefore will a redundant cooling unit is not provided. It is also assumed that a control unit ST2 with CMOS modules is provided as a control unit, in which the the resulting heat loss depends on the clock frequency of the system.

Vom Temperaturwächter TW wird bei Ausfall des Lüfters L1 und/oder unzulässig hoher Temperatur im Steuerwerk ST2 ein Störungssignal an einen Taktgeber T2 geleitet, der im Gegensatz zum Taktgeber T1 (Fig. 1) eine veränderbare Taktfrequenz aufweist. Im Störungsfall wird die Taktfrequenz entweder auf einen auch bei völlig ausgefallenem Kühlaggregat unkritischen Wert umgeschaltet, wobei dieser Wert oberhalb der minimalen Taktfrequenz der verwendeten CMOS-Baugruppen liegt, oder es wird die Taktfrequenz des Taktgebers jeweils nur so weit reduziert, daß die zulässige Betriebstemperatur des Steuerwerkes ST2 nicht überschritten wird. Während im ersten Fall nur ein Umschalten des Taktgebers T2 zwischen zwei Taktfrequenzen (obere und untere Taktfrequenz) zu erfolgen hat, ist im zweiten Fall eine Regelung der Taktfrequenz auf Werte zwischen der oberen und der unteren Taktfrequenz erforderlich. Damit steigt zwar der schaltungstechnische Aufwand, jedoch ist stets eine maximale Verarbeitungsgeschwindigkeit des Steuerwerks ST2 gewährleistet. If the fan L1 fails and / or the temperature in the control unit ST2 fails, the temperature monitor TW sends a fault signal to a clock generator T2, which, in contrast to the clock generator T1 (FIG. 1), has a variable clock frequency. In the event of a malfunction, the clock frequency is either switched to a value that is uncritical even if the cooling unit fails completely, this value being above the minimum clock frequency of the CMOS modules used, or the clock frequency of the clock generator is only reduced so far that the permissible operating temperature of the control unit ST2 is not exceeded. While the clock generator T2 only has to be switched between two clock frequencies (upper and lower clock frequency) in the first case, in the second case the clock frequency must be regulated to values between the upper and lower clock frequencies. Although this increases the complexity of the circuitry, a maximum processing speed of the control unit ST2 is always guaranteed.

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Claims

Claims 1. Control unit, in particular computer system, in which a large number of CMOS modules are synchronized by the control cycle of a clock generator is operated and a device for discharging the resulting in the control unit Heat loss and a device for detecting insufficient heat dissipation and triggering a corresponding fault signal are provided, d a -d u r c h g e k e n n n z e i c h n e t that as a clock a clock (T2) with changeable Clock frequency is provided and that when the fault signal is present, the operational Clock frequency of the clock can be lowered.

2. Control unit according to claim 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t that the clock frequency can be continuously reduced to a value, which triggers a reset of the fault signal.