JP6072939B2

JP6072939B2 - サブラックファンの制御方法及び装置

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Publication number: JP6072939B2
Application number: JP2015555547A
Authority: JP
Inventors: ジンチェン
Original assignee: ZTE Corp
Current assignee: ZTE Corp
Priority date: 2013-01-30
Filing date: 2013-09-18
Publication date: 2017-02-01
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Description

本発明は熱放散技術に関し、特にサブラックファンの制御方法及び装置に関する。

現在、電子、コンピュータ、通信と電気分野において、機器の動作周波数、特にキャリアクラスのデータ通信装置の動作周波数がますます高くなり、一方、機器の消費電力と熱もますます大きくなる。機器における電気部品、特にチップは温度に厳格な要件があり、温度が高すぎると、サービス異常を引き起こし、機器の耐用年数を短縮させ、さらに機器を直接損害することがある。熱設計の際、システムの熱放散冷却要件を満たし、信頼性を向上させるために、多くの場合、複数のハイパワーファンを設置した。今では、多くのシステムには十数個さらに数十個のファンが設けれている。複数のファンの使用は、システムの熱放散問題を解決すると同時に、新しい問題ももたらす。まず、フォン自身の消費電力を増やし、ファンによって発生する熱も増加し、システム全体の発熱量を増やし、次に、高速に回転した際のファンの騒音が大きすぎる。

ファンの消費電力と騒音問題を解決する方法は、主に、ファンの回転速度を制御することであり、現在の研究では、まだ、単一ファンの制御とファン制御回路の設計に集中し、システム中の複数のファンに対する制御は、統一の速度調節の方法が使用されている。問題は、システムにおける各位置の消費電力と熱放散条件は同じでなく、且つ動的変化であり、従来のファン制御解決手段は、システム中で温度が最も大きい点を基準としてファンの回転速度を調整して、全てのファンが同じ回転速度で動作し、あるファンが必要ない高速状態で動作するため、システムの消費電力と騒音を増やし、ファンの耐用年数にも悪影響を与える。

本発明実施形態の目的は、ファンの消費電力と騒音を減少させ、且つ各ファンの回転速度を正確に表示することができるためのサブラックファンの制御方法及び装置を提供することにある。

本発明実施形態はサブラックファンの制御方法を提供する。前記方法は、
大電力部品が装備された複数のシングルボードをそれぞれサブラックの異なるエリアに取り付け、複数のシングルボードにそれぞれ対応する複数の熱放散エアチャネルを形成するステップと、
前記サブラックに複数の熱放散ファンを含むファングループを取り付けるステップと、
各ファンエリアで対応する熱放散エアチャネルを介して対応するシングルボードに給気するために、ファングループをそれぞれ複数の熱放散エアチャネルに対応する複数のファンエリアに区分するステップと、
各シングルボード温度及び対応するファンエリアの回転速度をリアルタイムに検出するステップと、
ファンエリアの回転速度を前記ファンエリアに対応するシングルボード温度の増減変化によって増減させるために、検出結果に応じて前記ファンエリアの回転速度を調整するステップとを含む。

上記解決手段において、前記各シングルボード温度をリアルタイムに検出するステップは、
温度センサーを用いて各シングルボードの温度測定点の温度をそれぞれ測定するステップと、
前記各温度測定点の温度と予め保存された各温度測定点の参照温度を用いて、各温度測定点の温度相対値を算出するステップと、
前記各温度測定点の温度相対値を比較することで、温度測定点の温度の最大相対値を取得するステップとを含む。

上記解決手段において、前記検出結果に応じて前記ファンエリアの回転速度を調整するステップは、
前記温度測定点の温度の最大相対値が予め設定された第１閾値より大きい場合、現在ファン回転速度に応じて前記ファンエリアのファン回転速度を１レベル上げ、且つ上げられた回転速度が予め設定されたファンの最大回転速度を超えないステップと、
前記温度測定点の温度の最大相対値が予め設定された第２閾値より小さい場合、現在ファン回転速度に応じて前記ファンエリアのファン回転速度を１レベル下げ、且つ下げられた回転速度が予め設定されたファンの最小回転速度より低くないステップと、
前記温度測定点の温度の最大相対値が前記第２閾値と第１閾値の間にある場合、前記ファンエリアのファン回転速度をそのままに維持するステップと含む。

上記解決手段において、前記方法は、さらに、
前記ファングループの各ファンの回転速度検出信号のためにそれぞれ異なる番号を付け、且つ各回転速度検出信号の番号をファン制御盤上の各回転速度検出スロットの番号と一致させるステップと、前記ファングループの各ファンの制御信号のためにそれぞれ異なる番号を付け、且つ各制御信号の番号をファン制御盤上の各制御スロットの番号に一致させるステップとを含む。

上記解決手段において、前記方法は、さらに、
前記ファングループのファンがマトリクスのように配列され、且つファン制御ラインの制御スロットと回転速度検出ラインの回転速度検出スロットを分離して取り付け、同じ行のファンの制御スロットが一緒に取り付けられ、同じ列のファンの回転速度検出スロットが一緒に取り付けられ、マトリクス走査検出方法でファングループ内の各ファンの位置を確定するステップを含む。

上記解決手段において、前記マトリクス走査検出方法でファングループ内の各ファンの位置を確定するステップは、
検出されたファンのために、前記ファン回転速度が他のファン回転速度と異なるように、前記ファン制御スロットに他のファンと異なる制御信号を印加するステップと、
全ての回転速度検出信号に対して一つずつ検出を行うことで、回転速度が他の回転速度と異なる独特の回転速度検出信号を見つけ、且つ前記独特の回転速度検出信号の番号を記録するステップと、
制御信号を印加した制御スロットの番号と前記独特の回転検出信号の番号によって、前記検出されたファンの位置を確定するステップとを含む。

上記解決手段において、各ファンエリアの熱放散ファンが少量の空気を隣接の熱放散エアチャネルに供給するように、前記ファンエリアと前記熱放散エアチャネルの間に一定の隙間が保持される。

本発明実施形態はさらにサブラックファンの制御装置を提供する。前記装置は、
大電力部品が装備された複数のシングルボードをそれぞれサブラックの異なるエリアに取り付け、複数のシングルボードにそれぞれ対応する複数の熱放散エアチャネルを形成するように構成される熱放散エアチャネル取得ユニットと、
前記サブラックに複数の熱放散ファンを含むファングループを取り付けるように構成されるファングループ取得ユニットと、
各ファンエリアで対応する熱放散エアチャネルを介して対応するシングルボードに給気するために、ファングループをそれぞれ複数の熱放散エアチャネルに対応する複数のファンエリアに区分するように構成されるファンエリア区分ユニットと、
各シングルボード温度及び対応するファンエリアの回転速度をリアルタイムに検出するように構成されるシングルボード温度とファンエリア回転速度検出ユニットと、
ファンエリアの回転速度を前記ファンエリアに対応するシングルボード温度の増減変化によって増減させるために、検出結果に応じて前記ファンエリアの回転速度を調整するように構成されるファンエリア回転速度調整ユニットとを含む。

上記解決手段において、前記シングルボード温度とファンエリア回転速度検出ユニットは、シングルボード温度検出モジュールと回転速度取得モジュールとを含み、前記シングルボード温度検出モジュールは
温度センサーを用いて各シングルボードの温度測定点の温度をそれぞれ測定するように構成され、
前記各温度測定点の温度と予め保存された各温度測定点の参照温度を用いて、各温度測定点の温度相対値を算出するように構成され、
前記各温度測定点の温度相対値を比較することで、温度測定点の温度の最大相対値を取得するように構成される。

上記解決手段において、前記ファンエリア回転速度調整ユニットは、
前記温度測定点の温度の最大相対値が予め設定された第１閾値より大きい場合、現在ファン回転速度に応じて前記ファンエリアのファン回転速度を１レベル上げ、且つ上げられた回転速度が予め設定されたファンの最大回転速度を超えないように構成され、
前記温度測定点の温度の最大相対値が予め設定された第２閾値より小さい場合、現在ファン回転速度に応じて前記ファンエリアのファン回転速度を１レベル下げ、且つ下げられた回転速度が予め設定されたファンの最小回転速度より低くないように構成され、
前記温度測定点の温度の最大相対値が前記第２閾値と第１閾値の間にある場合、前記ファンエリアのファン回転速度をそのままに維持するように構成される。

現在の技術と比べると、本発明実施形態の有益な効果は、
本発明実施形態によれば、システム熱放散を保証すると同時にファンの消費電力と騒音を効果的に減少させ、且つ各ファンの回転速度を正確に表示することにある。

図１は、本発明実施形態に係る１つのタイプのサブラック全体の構造図である。図２は、本発明実施形態に係るサブラックファンの制御方法のフローチャートである。図３は、本発明実施形態に係るサブラックファンの制御装置を示す図である。図４は、本発明実施形態に係るファングループ全体組立ブロック図である。図５は、本発明実施形態に係る温度収集とファン制御の全体ブロック図である。図６は、本発明実施形態に係るファン速度調整ソフトウェアのフローチャートである。図７は、本発明実施形態に係るファン検出ソフトウェアのフローチャートである。

以下は、図面を合わせながら、本発明の最適な実施形態を詳しく説明する。理解すべきなのは、以下説明される最適な実施形態が本発明の説明と解釈に限られ、本発明を限定するものではない。

本発明実施形態は、主に１つのタイプのサブラックに関する。このようなタイプのサブラックは、複数のシングルボード（シングルボードにＣＰＵ、ＦＰＧＡ、ネットワークプロセッサなど幾つかの温度に敏感な電子チップがある）があり、異なるスロットに配置され、複数の熱放散エアチャネルを形成し、ファングループが空気流を片側から吹き込み、温度に敏感な電子チップのヒートシークを通過して、別の片側から流れ出る。

本発明実施形態のファン制御方法及び装置はマトリクス走査によって、各ファンの制御ラインスロット番号とファン回転速度検ラインスロット番号を正確に確定し、それによって、信頼できるファンエリア区分制御方法を提供し、且つ各ファンの回転速度を正確に表示する。

図２は、本発明実施形態に係るサブラックファンの制御方法のフローチャートであり、図２に示されるように、次のステップを含む。

ステップＳ２０１において、大電力部品が装備された複数のシングルボードをそれぞれサブラックの異なるエリアに取り付け、複数のシングルボードにそれぞれ対応する複数の熱放散エアチャネルを形成する。

ステップＳ２０２において、前記サブラックに複数の熱放散ファンを含むファングループを取り付ける。

ステップＳ２０３において、各ファンエリアで対応する熱放散エアチャネルを介して対応するシングルボードに給気するために、ファングループをそれぞれ複数の熱放散エアチャネルに対応する複数のファンエリアに区分する。

ステップＳ２０４において、各シングルボード温度及び対応するファンエリアの回転速度をリアルタイムに検出する。

ステップＳ２０５において、ファンエリアの回転速度を前記ファンエリアに対応するシングルボード温度の増減変化によって増減させるために、検出結果に応じて前記ファンエリアの回転速度を調整する。

本発明実施形態による前記各シングルボード温度をリアルタイムに検出するステップは、温度センサーを用いて各シングルボードの温度測定点の温度をそれぞれ測定するステップと、前記各温度測定点の温度と予め保存された各温度測定点の参照温度を用いて、各温度測定点の温度相対値を算出するステップと、前記各温度測定点の温度相対値を比較することで、温度測定点の温度の最大相対値を取得するステップとを含む。

本発明実施形態による前記検出結果に応じて前記ファンエリアの回転速度を調整するステップは、前記温度測定点の温度の最大相対値が予め設定された第１閾値より大きい場合、現在ファン回転速度に応じて前記ファンエリアのファン回転速度を１レベル上げ、且つ上げられた回転速度が予め設定されたファンの最大回転速度を超えないステップと、前記温度測定点の温度の最大相対値が予め設定された第２閾値より小さい場合、現在ファン回転速度に応じて前記ファンエリアのファン回転速度を１レベル下げ、且つ下げられた回転速度が予め設定されたファンの最小回転速度より低くないステップと、前記温度測定点の温度の最大相対値が前記第２閾値と第１閾値の間にある場合、前記ファンエリアのファン回転速度をそのままに維持するステップと含む。

ここで、前記ファングループの各ファンの回転速度検出信号のためにそれぞれ異なる番号を付け、且つ各回転速度検出信号の番号をファン制御盤上の各回転速度検出スロットの番号と一致させ、前記ファングループの各ファンの制御信号のためにそれぞれ異なる番号を付け、且つ各制御信号の番号をファン制御盤上の各制御スロットの番号に一致させる。

本発明実施形態による前記ファングループのファンがマトリクスのように配列され、且つファン制御ラインの制御スロットと回転速度検出ラインの回転速度検出スロットを分離して取り付け、同じ行のファンの制御スロットが一緒に取り付けられ、同じ列のファンの回転速度検出スロットが一緒に取り付けられ、マトリクス走査検出方法でファングループ内の各ファンの位置を確定する。

好ましくは、前記マトリクス走査検出方法でファングループ内の各ファンの位置を確定するのは、検出されたファンのために、前記ファン回転速度が他のファン回転速度と異なるように、前記ファン制御スロットに他のファンと異なる制御信号を印加するステップと、全ての回転速度検出信号に対して一つずつ検出を行うことで、回転速度が他の回転速度と異なる独特の回転速度検出信号を見つけ、且つ前記独特の回転速度検出信号の番号を記録するステップと、制御信号を印加した制御スロットの番号と前記独特の回転検出信号の番号によって、前記検出されたファンの位置を確定するステップとを含む。

各ファンエリアの熱放散ファンが少量の空気を隣接の熱放散エアチャネルに供給するように、前記ファンエリアと前記熱放散エアチャネルの間に一定の隙間が保持される。

図３は、本発明実施形態に係るサブラックファンの制御装置を示す図であり、図３に示されるように、大電力部品が装備された複数のシングルボードをそれぞれサブラックの異なるエリアに取り付け、複数のシングルボードにそれぞれ対応する複数の熱放散エアチャネルを形成するように構成される熱放散エアチャネル取得ユニット３０１と、前記サブラックに複数の熱放散ファンを含むファングループを取り付けるように構成されるファングループ取得ユニット３０２と、各ファンエリアで対応する熱放散エアチャネルを介して対応するシングルボードに給気するために、ファングループをそれぞれ複数の熱放散エアチャネルに対応する複数のファンエリアに区分するように構成されるファンエリア区分ユニット３０３と、各シングルボード温度及び対応するファンエリアの回転速度をリアルタイムに検出するように構成されるシングルボード温度とファンエリア回転速度検出ユニット３０４と、ファンエリアの回転速度を前記ファンエリアに対応するシングルボード温度の増減変化によって増減させるために、検出結果に応じて前記ファンエリアの回転速度を調整するように構成されるファンエリア回転速度調整ユニット３０５とを備える。

本発明実施形態による前記シングルボード温度とファンエリア回転速度検出ユニット３０４は、シングルボード温度検出モジュールと回転速度取得モジュール（図面に全て示されていない）とを含み、前記シングルボード温度検出モジュールは、温度センサーを用いて各シングルボードの温度測定点の温度をそれぞれ測定するように構成され、前記各温度測定点の温度と予め保存された各温度測定点の参照温度を用いて、各温度測定点の温度相対値を算出するように構成され、前記各温度測定点の温度相対値を比較することで、温度測定点の温度の最大相対値を取得するように構成される。

本発明実施形態による前記ファンエリア回転速度調整ユニット３０５は、前記温度測定点の温度の最大相対値が予め設定された第１閾値より大きい場合、現在ファン回転速度に応じて前記ファンエリアのファン回転速度を１レベル上げ、且つ上げられた回転速度が予め設定されたファンの最大回転速度を超えないように構成され、前記温度測定点の温度の最大相対値が予め設定された第２閾値より小さい場合、現在ファン回転速度に応じて前記ファンエリアのファン回転速度を１レベル下げ、且つ下げられた回転速度が予め設定されたファンの最小回転速度より低くないように構成され、前記温度測定点の温度の最大相対値が前記第２閾値と第１閾値の間にある場合、前記ファンエリアのファン回転速度をそのままに維持するように構成される。

実際の応用において、前記熱放散エアチャネル取得ユニット３０１、ファングループ取得ユニット３０２、ファンエリア区分ユニット３０３、シングルボード温度とファンエリア回転速度検出ユニット３０４、ファンエリア回転速度調整ユニット３０５は、いずれも中央処理ユニット（ＣＰＵ：ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）、またはデジタル信号処理（ＤＳＰ：ＤｉｇｉｔａｌＳｉｇｎａｌＰｒｏｃｅｓｓｏｒ）、またはフィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ：ＦｉｅｌｄＰｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅＧａｔｅＡｒｒａｙ）などによって実現されることができ、前記ＣＰＵ、ＤＳＰ、ＦＰＧＡは、いずれも基地局のような通信装置に内蔵されてよい。

図４は、本発明実施形態に係るファングループ全体組立ブロック図であり、図４に示されるように、１−ファン全体金属製ブラケット、２−ファン制御盤、３−ファン制御盤がサブラックバックボードに接続するためのストリップ、４−単一ファンを固定するためのブラケット、５−ファンブレード、６−ファン回転軸、７−ファン回転速度検出ライン、８−ファン回転速度制御ライン、９−単一ファンのフレーム、１０−単一ファンをファン全体金属製ブラケット１に固定させるネジ、１１−ファン制御盤上のファン回転速度制御ライン０号スロット、１２−ファン制御盤上のファン回転速度ライン１号スロット、１３−ファン制御盤上のファン回転速度制御ライン２号スロット、１４−ファン制御盤上のファン回転速度制御ライン３号スロット、１５−ファン制御盤上のファン回転速度制御ライン４号スロット、１６−ファン制御盤上のファン回転速度制御ライン５号スロット、１７−ファン制御盤上のファン回転速度検出ライン０号スロット、１８−ファン制御盤上のファン回転速度検出ライン１号スロット、１９−ファン制御盤上のファン回転速度検出ライン２号スロット、２０−ファン制御盤上のファン回転速度検出ライン３号スロット、２１−ファン制御盤上のファン回転速度検出ライン４号スロット、２２−ファン制御盤上のファン回転速度検出ライン５号スロット、２３−０号と１号ファン制御ライン配線チャネル、２４−２号と３号ファン制御ライン配線チャネル、２５−０号、２号および４号ファン検出ライン配線チャネル。

ここで、以下のように構成される。
複数の熱放散ファンが同一のブラケットに物理的に１グループのファンを形成する。
ファンと熱放散エアチャネルの対応関係において複数のファンを複数のエリアに分割し、異なるエリアに異なるエアチャネルで熱放散する。
ファングループと熱放散エアチャネルの間は、シームレスに接続されておらず、一定の間隔（間隔のサイズはサブラックの特徴と熱放散要件に従って決定される）を設定し、１つのエリアのファンによって提供される大部分の空気は対応するエアチャネルに吹き込まれ、少量の空気は隣接のエアチャネルに吹き込まれる。

ファンの制御ラインと回転速度検出ラインは分離され、同じ行のファンの制御ラインスロットが一緒に置かれ、同じ列のファン回転速度検出ラインスロットが一緒に置かれる。

以下は図４を詳しく説明する。
上記解決手段における前記複数のファンが図４でファン０、１、２、３、４および５であり、各ファンはネジ１０で各ファンのフレーム９をブラケット１に固定させ、ファン回転軸６がプラスチック４でファンのフレーム９に接続される。

マトリクス配列関係に従ってファングループを３つのエリアに分け、ファン番号０と１が０エリアであり、マトリクスの０行に対応し、主に図１のサブラックの０と１スロットに熱放散し、ファン番号２と３が１エリアであり、マトリクスの１行に対応し、主に図１のサブラックの２と３スロットに熱放散し、ファン番号４と５が２エリアであり、マトリクスの２行に対応し、主に図１のサブラックの４と５スロットに熱放散する。

ファンの制御ラインと制御検出ラインを分離する。

ファン０に対して、制御ラインが８であり、０号と１号ファン制御ライン配線チャネル２３によって１号制御スロット１２に挿入され、０号制御スロット１１に挿入されてもよく、０号ファンと１号ファンの制御ラインが必ず０号回転速度制御スロット１１と１号回転速度スロット１２に挿入されなければされなく、順序を逆にしてもよく、このような組立の信頼性を確保するために、０号回転速度制御スロット１１と１号回転速度制御スロット１２を分離してファン１に近い位置に形成される。類似的に、２号ファンと３号ファンの回転速度制御ラインを２号回転速度制御スロット１３と３号回転速度制御スロット１４に挿入し、２号回転速度制御スロット１３と３号回転速度制御スロット１４を分離してファン３に近い位置に形成される。４号ファンと５号ファンの回転速度制御ラインを４号回転速度制御スロット１５と５号回転速度制御スロット１６に挿入し、４号回転速度制御スロット１５と５号回転速度制御スロット１６を分離してファン５に近い位置に形成される。

ファン０に対して、回転速度検出ライン７が０号、２号および４号ファン回転速度検出ライン配線チャネル２５によって０号回転速度検出スロット１７に挿入され、１号回転速度検出スロット１８と２号回転速度検出スロット１９に挿入されてもよい。２号ファン回転速度検出ラインが０号、２号および４号ファン検出ライン配線チャネル２５によって１号回転速度検出スロット１８に挿入される。４号ファン回転速度検出ラインが０号、２号および４号ファン検出ライン配線チャネル２５によって２号回転速度検出スロット１９に挿入される。０、２と４ファンの回転速度検出ラインが０号回転速度検出スロット１７に挿入し、１号回転速度検出スロット１８と２号回転速度検出スロット１９に挿入し、順序を逆にしてもよく、このような組立の信頼性を確保するために、０号回転速度検出スロット１７、１号回転速度検出スロット１８および２号回転速度検出スロット１９が横方向の配線基板に０号ファンに近い位置に形成される。類似的に、１、３と５ファンの回転速度検出ラインが３号回転速度検出スロット２０に挿入し、４号回転速度検出スロット２１と５号回転速度検出スロット２２に挿入し、順序を逆にしてもよく、このような組立の信頼性を確保するために、３号回転速度検出スロット２０、４号回転速度検出スロット２１および５号回転速度検出スロット２２が横方向の配線基板に１号ファンに近い位置に形成される。

このように、０号回転速度制御スロット１１と１号回転速度制御スロット１２がこのマトリクスの０行とみなすことができ、２号回転速度制御スロット１３と３号回転速度制御スロット１４がこのマトリクスの１行とみなすことができ、４号回転速度制御スロット１５と５号回転速度制御スロット１６がこのマトリクスの２行とみなすことができる。０号回転速度検出スロット１７、１号回転速度検出スロット１８および２号回転速度検出スロット１９がマトリクスの０列とみなすことができ、３号回転速度検出スロット２０、４号回転速度検出スロット２１および５号回転速度検出スロット２２がマトリクスの１列とみなすことができる。

制御信号の番号が制御スロットの番号と一致するので、ファンに対する差別化の制御を行うために、各ファンに対応する制御スロット番号を正確に確定しなければならない。回転速度検出信号の番号が回転速度検出スロット番号と一致するので、各ファンの回転速度を正確に表示するために、各ファンに対応する回転速度検出スロット番号を正確に確定しなければならない。

ソフトウェアが番号対応関係を知らない場合に、まず検出を行い、対応関係を確定しなければならない。検出方法が検出の制御スロットに他に異なるファン回転速度をかけるために、回転速度検出信号中で現在回転速度と一致する番号を見つけ出し、このグループの制御スロット番号と回転速度検出スロット番号の位置している行列によってどのファンに属するかを正確に確定することができ、一つずつ検出すれば、全てのファンに対応する制御スロット番号と回転速度検出スロット番号を確定することができる。

以下は、図５〜図７を合わせながら、検出考え方に対して詳しく説明する。

全てのファンが正常に動作する場合、システム熱放散を確保しつつ、効率的にファンの消費電力及び騒音を低減するために、各スロットの温度に応じて各ファンに対して差別化の制御を行うことができる。

ファングループとソフトウェアの特徴によって、ファンに対する制御を、ソフトウェア開始段階、ファン検出段階、およびソフトウェア制御段階の３つ段階に分けることができる。

ソフトウェア開始段階とは、ソフトウェアシステムがまだ動作状態に入らず、この時のファンがハードウェアレジスタに設定されたデフォルト回転速度に従って回転し、この段階は、ファンの回転速度を全速の７５％に設定してよく、こうして、システムの熱放散を保証できるし、ファン騒音と電源投入時の突入電流にも配慮することができる。

ファン検出段階とソフトウェア制御段階はソフトウェアシステムが正常に動作した後であり、ソフトウェアシステムが正確に動作する場合、または、ソフトウェアシステムが正常に動作した後ファンのホットプラグが生じた場合、ソフトウェアシステムが各ファンの制御ラインスロット番号とファン回転速度検出ラインスロット番号をまだ正確に確定しておらず、ファン検出段階に入る。

定義変数：ｆａｎｍａｘｓｐｅｅｄ−ファンの最大回転速度を示す。ｆａｎｐｒｏｂｅｓｐｅｅｄ−ファン検出に設定必要な回転速度を示す。ｆａｎｎｅｅｄｓｅｔｓｐｅｅｄ−検出ファン以外他のファンに設定必要な回転速度を示す。ｆａｎｍａｘｅｒｒｏｒｒａｎｇｅ−検出回転速度と制御回転速度の誤差の最大合理範囲を示す。ｆａｎｃｈａｎｇｅｒａｎｇｅ−回転速度の調整際の一回変更した回転速度値を示し、検出の信頼性を保証するために、この値が２倍のｆａｎｍａｘｅｒｒｏｒｒａｎｇｅより大きい必要である。ｆａｎｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｅ−ファンに対応する制御ラインスロット番号を示す。ｆａｎｃｏｌｌｅｃｔｌｉｎｅ−ファン回転速度検出ラインスロット番号を示す。ｆａｎｌｉｎｅ−ファングループ中のファンマトリクス配列の行番号を示し、ファンエリア速度調整のエリア番号として理解してもよい。ｆａｎｒａｎｋ−ファングループ中のファンマトリクス配列の列番号を示す。ｆａｎｓｕｂｎｕｍ−各行のファン数を示す。

ファン検出段階は、非検出ファンが全体速度調整に関し、図５に示されるように、以下は、各温度測定点の温度情報に基づいて全体速度調整を行う方法を紹介する。

ステップＡにおいて、全てのボードラインカードＣＰＵ（Ｌ−ＣＰＵ：Ｌｉｎｅｃａｒｄ− ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）が集積回路（ＩＩＣ：Ｉｎｔｅｒ−ＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔ）パスを介して３０ｓごとにローカル全ての温度センサーにアクセスし、温度に敏感なエリアの温度情報を収集し、現在の温度及び各温度測定点の参照温度を制御面通信を介してマザーボードのルーター管理制御ＣＰＵ（Ｒ−ＣＰＵ：ＲｏｕｔｅｒＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇ− ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）に送り、Ｒ−ＣＰＵがこれらの情報を保存し、同時に、マザーボードのＲ−ＣＰＵも３０ｓごとにマザーボードの温度に敏感なエリアの温度情報を収集する。

温度センサーは、システムの温度に最も敏感な部分、例えば、ＣＰＵチップ縁部に位置してよく、特別に取り付けられた温度センサーであってもよく、チップ自身付きの温度センサーであってもよい。

ステップＢにおいて、図６を参照し、ファングループ全てファンの現在回転速度を収集し、マスターＲ−ＣＰＵが各温度測定点の温度の相対値Ｋ（該温度測定点の温度が該温度測定点の参照温度を占めるパーセントである）を計算し、そのなかの最大値を検索し、該最大値に従って全体のファングループに速度調整を行う。最高温度の相対値Ｋが９８％より大きい場合、ファン回転速度を１レベル（回転速度に１つのｆａｎｃｈａｎｇｅｒａｎｇｅを上げる）上げ、増加された値が最大回転速度を超えない。温度の最大相対値Ｋが８５％より小さい場合、ファン回転速度を１レベル（回転速度に１つのｆａｎｃｈａｎｇｅｒａｎｇｅを下げる）下げ、減少された値が１つのｆａｎｃｈａｎｇｅｒａｎｇｅより低くない。それ以外、そのままに維持する。

説明の利便性のために、図４のファングループ構造を例として、ファン検出段階ソフトウェアプロセスを紹介する。

図４ファングループ中のファンマトリクス配列の行番号は、ファンエリア制御のエリア番号に理解されてもよく、ファン番号０と１がいずれも０行にあり、即ち、０エリアであり、ファン番号２と３がいずれも１行にあり、即ち１エリアであり、ファン番号４と５がいずれも２行にあり、即ち２エリアである。

図４ファングループ中のファンマトリクス配列において、ファン番号０、２および４がファンマトリクスの同一列にあり、番号が０列であり、対応する検出スロット番号が０、１および２である。ファン番号１、３および５がファンマトリクス配列の同一列にあり、番号が１列であり、対応する検出スロット番号が３、４および５である。

ファン検出段階に入り、検出ファン以外、他が全体速度調整の方法を使用する。

ステップＣにおいて、ステップＢの方法に従って非検出ファンの設定すべき回転速度を生成し、該非検出ファンの設定すべき回転速度の最小値が最大回転速度の７５％である。

図７は、ファン検出ソフトウェアのフローチャートであり、制御スロット番号に従って一つずつ検出を行い、検出開始のファン制御スロット番号が０であり、即ちｆａｎｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｅ＝０である。

ステップＤにおいて、変数を初期化し、検出を始め、検出回転速度ｆａｎｐｒｏｂｅｓｐｅｅｄが全速の５０％に設定され、各ファンに対応する制御スロット番号と検出スロット番号を無効値０ｘｆｆに初期化し、他の変数は０にする。

ステップＥにおいて、ファン回転速度を設定し、各ファン回転速度をステップＣで生成された非検出ファンに設定必要な回転速度と検出ファンの検出回転速度に設定する。

ステップＦにおいて、ファン回転速度を収集し、各ファンの回転速度の収集は最新の設定から３０ｓ後に行われる。

ステップＧにおいて、回転速度を検索し、１つのファン制御スロットの第１回検出である場合、ステップＧ１に入り、第１回検出でない場合、ステップＧ２に入る。

ステップＧ１において、収集された各ファン回転速度と検出回転速度を比較し、検出回転速度の上下ｆａｎｍａｘｅｒｒｏｒｒａｎｇｅ範囲内にあるファン検出スロット番号を記録する。要件を満足したものがある場合、検出回転速度ｆａｎｐｒｏｂｅｓｐｅｅｄを１つのｆａｎｃｈａｎｇｅｒａｎｇｅを下げ、ステップＥに入り、要件を満足したものがない場合、検出されなかったのを示し、ステップＧ５に入る。

ステップＧ２において、収集されたステップＧ１に記録された各ファン検出スロット番号に対応する回転速度を検出回転速度と比較し、検出回転速度の上下ｆａｎｍａｘｅｒｒｏｒｒａｎｇｅ範囲内にない場合、対応するファン検出スロット番号を記録から削除する。検出結果を再び検査し、記録がない場合、検出されなかったのを示し、ステップＧ５に入り、記録が１本ある場合、ステップＧ４に入り、依然として複数の記録がある場合、ステップＧ３に入る。

ステップＧ３において、ｆａｎｐｒｏｂｅｓｐｅｅｄがｆａｎｃｈａｎｇｅｒａｎｇｅより大きい場合、検出回転速度ｆａｎｐｒｏｂｅｓｐｅｅｄを１つのｆａｎｃｈａｎｇｅｒａｎｇｅ下げ、ステップＥに入り、ｆａｎｃｈａｎｇｅｒａｎｇｅ以下である場合、ステップＧ５に入る。

ステップＧ４において、検出スロット番号が０、１、２である場合、対応するファングループの列番号はｆａｎｒａｎｋ＝０であり、検出スロット番号が３、４と５である場合、対応するファングループの列番号はｆａｎｒａｎｋ＝１であり、ファングループマトリクス配列行列番号に基づいて現在検出成功のファン番号がｆａｎｌｉｎｅ＊ｆａｎｓｕｂｎｕｍ＋ｆａｎｒａｎｋであることを取得でき、検出された制御スロット番号と検出スロット番号を対応するファン構造体に記録し、ステップＧ５に入る。

ステップＧ５において、全てのファン検出が完了した場合、ステップＨに入り、検出が完了しない場合、検出回転速度ｆａｎｐｒｏｂｅｓｐｅｅｄを全速の５０％に設定し、ｆａｎｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｅに１をプラスし、次のファン制御スロットの検出を行い、ステップＣに入る。

ステップＨにおいて、全てのファン検出が完了し、検出結果を検査し、検出されたファンが存在する場合、該ファンに故障があるのを示し、調整で回転速度を変更する目的を達することができないので、故障警報を行い、ユーザーにファンを変えるように提示する。

以上のマトリクス走査によって、警報の時、ユーザーに故障ファンの番号を正確に提供できる。

ファン検出完了した、ソフトウェア制御段階に入る。

ファングループと各エアチャネルの接続する点に、一定の間隔があり、１つのエリアのファンは、大部分の空気を対応するエアチャネルに吹き込み、少しの一部の空気を隣接のエアチャネルに吹く込む。このために、ファン故障があった場合、全体の速度調整を実行する必要があり、ファン動作正常エリアがファン動作異常のエリアの熱放散を協力する。ステップＨで故障ファンがある場合、ソフトウェア制御段階に入った後、ファンをステップＢの方式で制御し、全体速度調整を実行する。

全て検出された場合、ファングループに対してエリア速度調整を実行し、温度測定点の温度収集が依然としてステップＡの方式に従い、制御プロセスがステップＩに入る。

ステップＩにおいて、説明の利便性のために、図１を例とする。図１は１つのタイプのサブラック全体構造図であり、各スロットに１つのシングルボードを固定し、シングルボードにＣＰＵ、ＦＰＧＡとネットワーク処理装置など電子チップがあり、且つ独立の熱放散エアチャネルが形成され、サブラックの左右両面は換気され、熱放散の目的を達するために、熱放散ファングループを介して空気をサブラックの右側から吹き込み、６個の独立の熱放散エアチャネルを介して、発熱部品のヒートシンクを通過して、熱を右側から連れ出す。熱放散ファンが６つあり、ファンブラケットに固定され、１グループのファンを形成し、全体の組立図は、図４を参照し、このような構造は、ファン交換に便利であり、取り付けと取り除きの時にファンブラケット全体をファンスロットに挿入しまたは引き抜きすればよく、取り付けと交換の目的を達する。ファンとスロットの対応関係からみると、０と１ファンが主に０と１エアチャネルを熱放散し、２と３ファンが主に２と３エアチャネルを熱放散し、４と５ファンが主に４と５エアチャネルを熱放散する。

ソフトウェアプロセスは、図６を参照し、ファングループ全てのファンの現在回転速度を収集し、マスターＲ−ＣＰＵが各温度測定点の温度の相対値Ｋ（該温度測定点の温度が該温度測定点の参照温度を占めるパーセントである）を計算する。

０と１スロットの全ての温度測定点で最高温度の相対値を見つけ、この最大値に従って０と１号ファンに速度調整を行う。該最高温度の相対値が９８％より大きい場合、０と１号ファン回転速度を１レベル（回転速度に１つのｆａｎｃｈａｎｇｅｒａｎｇｅを上げる）上げ、増加された値が最大回転速度を超えなく、最高温度の相対値Ｋが８５％より小さい場合、０と１号ファン回転速度を１レベル（回転速度に１つのｆａｎｃｈａｎｇｅｒａｎｇｅを下げる）下げ、減少された値が１つのｆａｎｃｈａｎｇｅｒａｎｇｅより低くなく、それ以外、０と１号ファン回転速度をそのままに維持する。

２と３スロットの全ての温度測定点中で最高温度の相対値を見つけ、この最大値に従って２と３号ファンに速度調整を行う。該最高温度の相対値が９８％より大きい場合、２と３号ファン回転速度を１レベル（回転速度に１つのｆａｎｃｈａｎｇｅｒａｎｇｅを上げる）上げ、増加された値が最大回転速度を超えなく、最高温度の相対値Ｋが８５％より小さい場合、２と３号ファン回転速度を１レベル（回転速度に１つのｆａｎｃｈａｎｇｅｒａｎｇｅを下げる）下げ、減少された値が１つのｆａｎｃｈａｎｇｅｒａｎｇｅより低くなく、それ以外、２と３号ファン回転速度をそのままに維持する。

４と５スロットの全ての温度測定点中で最高温度の相対値を見つけ、この最大値に従って４と５号ファンに速度調整を行う。該最高温度の相対値が９８％より大きい場合、４と５号ファン回転速度を１レベル（回転速度に１つのｆａｎｃｈａｎｇｅｒａｎｇｅを上げる）上げ、増加された値が最大回転速度を超えなく、最大温度の相対値Ｋが８５％より小さい場合、４と５号ファン回転速度を１レベル（回転速度に１つのｆａｎｃｈａｎｇｅｒａｎｇｅを下げる）下げ、減少された値が１つのｆａｎｃｈａｎｇｅｒａｎｇｅより低くなく、それ以外、４と５号ファン回転速度をそのままに維持する。

温度測定点の参照値を求める方法が違い、回転速度を調整する時、温度の相対値の分界値も違い、具体的に熱試験の結果を基準とする。

本発明実施形態が３０ｓごとにファン回転速度を一回収集し、収集の後、ステップＩに従って、ファン回転速度を改めて設定し、回転速度のバランスを保証するために、各エリアの回転速度差が一定の範囲より小さいと設定してもよい。独立に各エリアを設定した後、回転速度の低いエリアに一定の値を増やして、エリア間の回転速度差が一定の範囲より小さいことを保証する。

本発明実施形態に係る１つのタイプのサブラックファンの制御方法及び装置は、該タイプのサブラックに複数の熱放散エアチャネルがあり、熱放散エアチャネルに従ってファングループのファンを異なるエリアに分け、各エリアが一本または複数の熱放散エアチャネルによって熱放散される。ファングループのファンがマトリクスの方式で配列され、各ファンの制御ラインと回転速度検出ラインのスロットが分離され、マトリクス走査によって、各ファンの制御ラインスロット番号とファン回転速度検出ラインスロット番号を正確に確定できる。本発明実施形態に係る方法及び装置は、システム熱放散を保証すると同時にファンの消費電力と騒音を効果的に減少させ、且つ各ファンの回転速度を正確に表示することができる。

上述したように、本発明実施形態の有益な効果は、1つのファングループ装置を設計し、且つ１セットのファン検出方法とファンエリア制御方法を設計することによって、システム熱放散を保証すると同時にファンの消費電力と騒音を効果的に減少させ、且つ各ファンの回転速度を正確に表示することができる。

以上は、本発明の最適的な実施例に過ぎなく、本発明を制限せず、本分野の当業者に対して、本発明が各種類の変更と変化がある。本発明の主旨精神と原則以内に、いかなる改修、同等入れ替わり、改良等が、本発明の保護範囲以内に含まれるべきである。

Claims

サブラックファンの制御方法であって、
サブラックの異なるエリアに大電力部品が装備された複数のシングルボードがそれぞれ取り付けられ、サブラックの異なるエリアに複数のシングルボードにそれぞれ対応する複数の熱放散エアチャネルが形成され、前記サブラックに複数の熱放散ファンを含むファングループが取り付けられており、
前記方法は、
各ファンエリアで対応する熱放散エアチャネルを介して対応するシングルボードに給気するために、ファングループをそれぞれ複数の熱放散エアチャネルに対応する複数のファンエリアに区分するステップと、
各シングルボード温度及び対応するファンエリアの回転速度をリアルタイムに検出するステップと、
ファンエリアの回転速度を前記ファンエリアに対応するシングルボード温度の増減変化によって増減させるために、検出結果に応じて前記ファンエリアの回転速度を調整するステップと、
前記ファングループの各ファンの回転速度検出信号のためにそれぞれ異なる番号を付け、且つ各回転速度検出信号の番号をファン制御盤上の各回転速度検出スロットの番号と一致させるステップと、
前記ファングループの各ファンの制御信号のためにそれぞれ異なる番号を付け、且つ各制御信号の番号をファン制御盤上の各制御スロットの番号に一致させるステップと、
前記ファングループのファンがマトリクスのように配列され、且つファン制御ラインの制御スロットと回転速度検出ラインの回転速度検出スロットを分離して取り付け、同じ行のファンの制御スロットが一緒に取り付けられ、同じ列のファンの回転速度検出スロットが一緒に取り付けられ、マトリクス走査検出方法でファングループ内の各ファンの位置を確定するステップとを含む、
サブラックファンの制御方法。
前記各シングルボード温度をリアルタイムに検出するステップは、
温度センサーを用いて各シングルボードの温度測定点の温度をそれぞれ測定するステップと、
前記各温度測定点の温度と予め保存された各温度測定点の参照温度を用いて、各温度測定点の温度相対値を算出するステップと、
前記各温度測定点の温度相対値を比較することで、温度測定点の温度の最大相対値を取得するステップとを含むことを特徴とする
請求項１に記載のサブラックファンの制御方法。
前記検出結果に応じて前記ファンエリアの回転速度を調整するステップは、
前記温度測定点の温度の最大相対値が予め設定された第１閾値より大きい場合、現在ファン回転速度に応じて前記ファンエリアのファン回転速度を１レベル上げ、且つ上げられた回転速度が予め設定されたファンの最大回転速度を超えないステップと、
前記温度測定点の温度の最大相対値が予め設定された第２閾値より小さい場合、現在ファン回転速度に応じて前記ファンエリアのファン回転速度を１レベル下げ、且つ下げられた回転速度が予め設定されたファンの最小回転速度より低くないステップと、
前記温度測定点の温度の最大相対値が前記第２閾値と第１閾値の間にある場合、前記ファンエリアのファン回転速度をそのままに維持するステップと含むことを特徴とする
請求項２に記載のサブラックファンの制御方法。
前記マトリクス走査検出方法でファングループ内の各ファンの位置を確定するステップは、
検出されたファンのために、前記ファン回転速度が他のファン回転速度と異なるように、前記ファン制御スロットに他のファンと異なる制御信号を印加するステップと、
全ての回転速度検出信号に対して一つずつ検出を行うことで、回転速度が他の回転速度と異なる独特の回転速度検出信号を見つけ、且つ前記独特の回転速度検出信号の番号を記録するステップと、
制御信号を印加した制御スロットの番号と前記独特の回転検出信号の番号によって、前記検出されたファンの位置を確定するステップとを含むことを特徴とする
請求項１に記載のサブラックファンの制御方法。
各ファンエリアの熱放散ファンが少量の空気を隣接の熱放散エアチャネルに供給するように、前記ファンエリアと前記熱放散エアチャネルの間に一定の隙間が保持される
請求項１に記載のサブラックファンの制御方法。
サブラックファンの制御装置であって、
大電力部品が装備された複数のシングルボードをそれぞれサブラックの異なるエリアに取り付け、複数のシングルボードにそれぞれ対応する複数の熱放散エアチャネルを形成するように構成される熱放散エアチャネル取得ユニットと、
前記サブラックに複数の熱放散ファンを含むファングループを取り付けるように構成されるファングループ取得ユニットと、
各ファンエリアで対応する熱放散エアチャネルを介して対応するシングルボードに給気するために、ファングループをそれぞれ複数の熱放散エアチャネルに対応する複数のファンエリアに区分するように構成されるファンエリア区分ユニットと、
各シングルボード温度及び対応するファンエリアの回転速度をリアルタイムに検出するように構成されるシングルボード温度とファンエリア回転速度検出ユニットと、
ファンエリアの回転速度を前記ファンエリアに対応するシングルボード温度の増減変化によって増減させるために、検出結果に応じて前記ファンエリアの回転速度を調整するように構成されるファンエリア回転速度調整ユニットとを備え、
前記ファングループの各ファンの回転速度検出信号のためにそれぞれ異なる番号を付け、且つ各回転速度検出信号の番号をファン制御盤上の各回転速度検出スロットの番号と一致させ、
前記ファングループの各ファンの制御信号のためにそれぞれ異なる番号を付け、且つ各制御信号の番号をファン制御盤上の各制御スロットの番号に一致させ、
前記ファングループのファンがマトリクスのように配列され、且つファン制御ラインの制御スロットと回転速度検出ラインの回転速度検出スロットを分離して取り付け、同じ行のファンの制御スロットが一緒に取り付けられ、同じ列のファンの回転速度検出スロットが一緒に取り付けられ、マトリクス走査検出方法でファングループ内の各ファンの位置を確定する、
サブラックファンの制御装置。
前記シングルボード温度とファンエリア回転速度検出ユニットは、シングルボード温度検出モジュールと回転速度取得モジュールとを含み、前記シングルボード温度検出モジュールは、
温度センサーを用いて各シングルボードの温度測定点の温度をそれぞれ測定するように構成され、
前記各温度測定点の温度と予め保存された各温度測定点の参照温度を用いて、各温度測定点の温度相対値を算出するように構成され、
前記各温度測定点の温度相対値を比較することで、温度測定点の温度の最大相対値を取得するように構成されることを特徴とする
請求項６に記載のサブラックファンの制御装置。
前記ファンエリア回転速度調整ユニットは、
前記温度測定点の温度の最大相対値が予め設定された第１閾値より大きい場合、現在ファン回転速度に応じて前記ファンエリアのファン回転速度を１レベル上げ、且つ上げられた回転速度が予め設定されたファンの最大回転速度を超えないように構成され、
前記温度測定点の温度の最大相対値が予め設定された第２閾値より小さい場合、現在ファン回転速度に応じて前記ファンエリアのファン回転速度を１レベル下げ、且つ下げられた回転速度が予め設定されたファンの最小回転速度より低くないように構成され、
前記温度測定点の温度の最大相対値が前記第２閾値と第１閾値の間にある場合、前記ファンエリアのファン回転速度をそのままに維持するように構成されることを特徴とする
請求項６に記載のサブラックファンの制御装置。