TW201430541A - 電源管理電路、伺服器與其電源管理方法 - Google Patents

Abstract

一種伺服器，包括電源模組、主機電路與電源管理電路。主機電路耦接於電源模組，並且由電源模組供電。電源管理電路耦接主機電路與電源模組，其中主機電路經由網路模組接收一遠端控制信號，並且根據遠端控制信號輸出一斷電指令至電源管理電路，電源管理電路根據斷電指令使電源模組停止供電給主機電路一預設時間，並且在預設時間之後，使電源模組重新供電給主機電路以進行一初始化程序。

Description

電源管理電路、伺服器與其電源管理方法

本發明是有關於一種電源管理電路，且特別是有關於一種具有斷電功能的電源管理電路與具有其之伺服器。

伺服器通常是具有較高運算能力的電腦設備，其可透過網際網路同時提供運算資源或儲存空間給多個使用者使用，依照使用的類型可以分為檔案伺服器(File Server)、資料庫伺服器(Database Server)、郵件伺服器(Mail Server)、網頁伺服器(Web Server)、FTP伺服器或代理伺服器(Proxy Server)等。

管理者可以透過網路遠端控制伺服器，但是當要讓伺服器重新開器或是因為某些特定的程序需要進行交流斷電時，使用者必須到機房內，以手動方式關閉伺服器的電源，對於管理者而言相當不方便。尤其是大型的伺服器機房，伺服器的數量龐大，對於管理者而言，無法有效且方便的進行斷電重開的程序。

有些智慧型的多孔電源插座可以提供遠端電源開關的功能，讓使用者可以控制各別電源插座的供電狀態。利用此類型的電源插座來供電給伺服器，確實可以提供使用者遠端斷電的解決方案，但是這需要在機房中設置額外的智慧型電源插座，並且需要記錄個別插座與伺服器的對應關係才能控制到對應的伺服器電源。這不僅會增加機房設置的成本，同時也不適用於大型機房。

緣是，本發明人有感上述問題之可改善，乃潛心研究並配合學理之運用，而提出一種設計合理且有效改善上述問題之本發明。

本發明提供一種電源管理電路與具有其之伺服器，其具有遠端控制電源斷電的功能，管理者可經由網路要求伺服器進行斷電程序以模擬交流斷電的狀態，讓伺服器可以達到重新開機的效果。

本發明實施例提一種電源管理電路，適用於管理一主機電路的電源，主機電路自一電源模組接收一主機電源與一待機電源，主機電路包括一網路模組與一基板控制單元。電源管理電路耦接於主機電路與電源模組，主機電路經由網路模組接收一遠端控制信號，並且根據遠端控制信號輸出一斷電指令至電源管理電路，電源管理電路根據斷電指令使電源模組停止供電給主機電路，並且在間隔一預設時間之後，使電源模組重新供電給主機電路以進行一初始化程序。

本發明實施例提出一種伺服器包括上述電源管理電路、電源模組與主機電路。主機電路具有一網路模組與一基板控制單元，主機電路耦接於電源模組，並且自電源模組接收一主機電源與一待機電源。電源管理電路耦接主機電路與電源模組。其中，該機電路經由網路模組接收一遠端控制信號，並且根據遠端控制信號輸出一斷電指令至電源管理電路。電源管理電路根據斷電指令使電源模組停止供電給主機電路，並且在間隔一預設時間之後，使電源模組重新供電給主機電路以進行一初始化程序。

在本發明一實施例中，當電源模組停止供電至主機電路時，該路模組與基板控制單元斷電，而電源模組則持續供電至電源管理電路。

在本發明一實施例中，上述電源管理電路包括一開關單元與一電源管理單元。開關單元耦接於主機電路與電源模組之間，電源管理單元耦接於開關單元、電源模組與主機電路。電源管理單元自電源模組接收一工作電源，並且根據斷電指令控制開關單元以使電源模組停止供電至主機電路。

在本發明一實施例中，電源管理單元耦接於基板控制單元，並且經由該板控制單元接收斷電指令，開關單元設置於主機電路與電源模組之間的一供電路徑上，用以導通或斷開供電路徑，其中當電源管理單元接收到斷電指令時，電源管理單元不導通開關單元以停止供電至主機電路，並且在間隔預設時間後導通開關單元以使電源模組重新供電至主機電路。

在本發明一實施例中，上述電源管理單元包括一控制單元、一計時器與一記憶單元。控制單元耦接於開關單元、計時器與記憶單元，用以決定開關單元是否導通。

在本發明一實施例中，當基板控制單元接收到斷電指令時，基板控制單元紀錄一遠端開機程序，並且該主機電路在重新開機時根據遠端開機程序進行初始化程序。

在本發明一實施例中，基板控制單元在主機電路進行初始化程序後，經由網路模組輸出一重新開機訊息。

在本發明一實施例中，上述電源管理電路與主機電路可整合於一主機板上。

在本發明一實施例中，上述電源管理電路與電源模組整合於一電源供應器中。

在本發明一實施例中，當電源模組停止供電給主機電路時，電源模組停止提供主機電源與休眠電源至主機電路。

本發明實施例另提出一種電源管理方法，適用於一伺服器，伺服器包括一電源模組、一主機電路與一電源管理電路，上述電源管理方法包括下列步驟：經由主機電路接收一遠端控制信號；根據遠端控制信號輸出一斷電指令至電源管理電路；電源管理電路根據斷電指令使電源模組停止提供一主機電源與一休眠電源給主機電路；以及在間隔一預設時間之後，使電源模組重新供電給主機電路以進行一初始化程序。

綜上所述，本發明可以讓伺服器具有遠端電源管理的功能，管理 者可以經由網路對伺服器下達斷電指令，使其斷電後重新進行初始化程序，可大幅提供伺服器的電源管理方便性。

為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。

100、400‧‧‧伺服器

101、401‧‧‧主機板

102‧‧‧電源模組

110‧‧‧主機電路

120‧‧‧電源管理電路

111‧‧‧基板控制單元

112‧‧‧網路模組

113‧‧‧平台控制晶片

114‧‧‧記憶體

115‧‧‧微處理器

121‧‧‧開關單元

122‧‧‧電源管理單元

221‧‧‧NMOS電晶體

310‧‧‧控制單元

320‧‧‧記憶單元

330‧‧‧計時器

403‧‧‧電源供應器

RCS‧‧‧遠端控制信號

AOF‧‧‧斷電指令

S510~S550、S610~S670‧‧‧步驟

圖1為根據本發明第一實施例的伺服器的功能方塊圖。

圖2為根據本發明第一實施例的伺服器的電路示意圖。

圖3為根據本發明第一實施例的電源管理電路120的功能方塊圖。

圖4為本發明第二實施例的伺服器的示意圖。

圖5為根據本發明第三實施例的電源管理方法流程圖。

圖6為根據本發明第三實施例的初始化程序流程圖。

[第一實施例]

圖1為根據本發明第一實施例的伺服器的功能方塊圖。伺服器100包括電源模組102、主機電路110與電源管理電路120，其中主機電路110更包括基板控制單元111、網路模組112、平台控制晶片113、記憶體114與微處理器115，而電源管理電路120包括開關單元121與電源管理單元122。在本實施例中，主機電路110與電源管理電路120可以整台於主機板101中。電源模組102例如是電源供應器，可以接收交流電源並經由連接器連接至主機板101以供電給主機板101。

基板控制單元111耦接於網路模組112與平台控制晶片113，並且可自電源模組102接收主機電源與待機電源。基板控制單元111例如基板管理控制器(board management controller,BMC)，屬於智慧平臺管理介面(IPMI)架構的一部分，為內嵌於電腦或伺服器 主機的控制晶片，可用來感測溫度、控制電源模式與風扇速度等工作狀態，但本實施例不限制於此。網路模組112可為有線或無線網路傳輸模組，其可經由網路連接至一遠端控制系統。管理者可以經由遠端控制系統發送遠端控制信號RCS至伺服器100以進行一斷電程序。

電源管理電路120耦接於主機電路110與電源模組102，其中電源管理單元122耦接基板控制單元111與開關單元121，根據基板控制單元111所輸出的斷電指令AOF控制開關單元121導通或關閉。另外，電源管理單元122亦耦接於電源模組102，可直接自電源模組102取得獨立的工作電源。換句話說，電源管理單元122不須透過主機電路110取得工作電源。

開關單元121耦接於主機電路110與電源模組102之間，其設置在電源模組102與主機電路110之間的供電路徑上。當開關單元121導通時，上述供電路徑導通，電源模組102可經由供電路徑供電至主機電路110；當開關單元121不導通時，電源模組102與主機電路110之間的供電路徑不導通，因此電源模組102無法供電至主機電路110，包括主機電源與待機電源。換句話說，當開關單元121不導通時，主機電路110呈現交流斷電的狀態，而非休眠狀態。

電源管理電路120可直接自電源模組102取得工作電源，不論開關單元121是否導通，電源管理電路120皆可正常運作。因此，當電源模組102停止供電至主機電路110時，網路模組112與基板控制單元111斷電，而電源模組102則持續供電至電源管理電路120。

當伺服器100的主機電路110經由網路模組112接收到來自遠端控制系統所輸出的一遠端控制信號RCS時，基板控制單元111會根據遠端控制信號RCS輸出一斷電指令AOF至電源管理單元122。電源管理單元122根據斷電指令AOF控制開關單元121不 導通以使電源模組102停止供電至主機電路110並持續斷電一預設時間。此時，主機電路110呈現斷電狀態，而非休眠狀態。在主機電路110被斷電後，電源管理單元122會利用計時器開始計時，並在經過上述設定的預設時間後，電源管理單元122會導通開關單元121，使電源模組102重新供電給主機電路110以進行一初始化程序(開機程序)。

由於電源管理電路120所取得的工作電源是獨立的，因此在主機電路110斷電的情況下，電源模組102可持續供電至電源管理電路120，以維持電源管理電路120的正常運作。電源管理電路120可以依照管理者的需求，決定主機電路110的斷電時間(即預設時間)以及重新供電的模式。

基板控制單元111在接收到遠端控制信號RCS時，可以據以輸出斷電指令AOF並且記錄管理者所設定的一遠端開機程序。主機電路110在下一次進行初始化程序(重新開機)時，便會依據此遠端開機程序來進行開機程序。例如，主機電路110可以回復斷電前的設定，或是依照管理者的需求設定新的參數或是設定另一種開機模式。遠端開機程序的設定內容可以依照管理者的需求設定，本實施例並不限制。

另外，在主機電路110進行初始化程序時，基板控制單元111可根據內部儲存的遠端開機程序判斷此次初始化程序是否由遠端控制信號RCS所觸發，若是，則根據所設定的遠端開機程序來進行初始化程序，若否，則進行正常模式下的初始化程序。

基板控制單元111在主機電路110進行該初始化程序後，可經由網路模組112輸出一重新開機訊息至遠端控制系統以通知管理者。遠端控制系統可以安裝對應的使用者介面來控制所連接的伺服器，讓管理者可以一次管理多台伺服器。

由上述可知，當伺服器100接收到遠端控制信號RCS時，伺服器100會使電源管理單元122進行內部斷電的程序，讓伺服器 100內部的主機板101斷電一段時間，然後重新供電至主機板101以進行初始化程序。利用本發明實施例的技術手段，管理者可以經由網路下達命令對目標的伺服器100進行斷電以及重新開機的程序，不須手動關閉其交流電源即可讓主機板101呈現交流斷電的效果。

在本實施例中，上述開關單元121的主要功能為導通或斷開電源模組102與主機電路110之間的供電路徑。開關單元121可利用電晶體(如PMOS電晶體、NMOS電晶體、PNP電晶體、NPN電晶體或功率電晶體)、開關元件、切換電路或邏輯開關元件來實現，本實施例並不限制。請參考圖2，圖2為根據本發明第一實施例的伺服器的電路示意圖。在圖2中，開關單元121以NMOS電晶體221為例說明，NMOS電晶體221的兩端分別耦接於主機電路110與電源模組102，而其閘極則耦接於電源管理單元122。電源管理單元122可根據斷電指令AOF導通或截止NMOS電晶體221。圖2僅為開關單元221的實施方式之一，本實施例並不限制開關單元221的實施方式。

請參照圖3，圖3為根據本發明第一實施例的電源管理電路120的功能方塊圖。電源管理單元120包括控制單元310、計時器330與記憶單元320，其中控制單元310耦接於計時器330與記憶單元320。電源管理單元120主要的功能在於根據主機電路110所輸出的斷電指令暫時中斷電源模組102對主機電路110的供電，讓主機電路110呈現斷電的狀態。計時器330可用來計數主機電路110的斷電時間(即預設時間)，而記憶單元320則可以用來存儲相關的電源設定參數。在本實施例中，上述電源管理單元120具有控制開關單元121與計時的功能，其可利用微處理器、嵌入式控制器來實現。舉例來說，電源管理單元120例如是進階組態與電源介面(Advanced Configuration and Power Interface,ACPI)控制晶片，但本實施例不限制電源管理單元120的實現方式。

在本實施例中，上述主機電路110與電源管理電路120可以整合於主機板101中，其主機板101規格例如是AT(Advanced Technology)、Baby-AT、ATX(Advanced Technology Extended)、microATX、FlexATX、Mini-ITX、Nano-ITX、Pico-ITX、mobile-ITX、BTX(Balanced Technology Extended)、MicroBTX、PicoBTX、DTX、Mini-DTX、ETX、Extended ATX、LPX、Mini-LPX、PC/104、PC/104plus、NLX、WTX、XTX等，但本實施例不限制。

電源模組102可以連接至主機板100上的電源插座，並且提供主機電源與待機電源至主機電路110。主機板100上的電源插座例如是ATX電源插座或AT電源插座，不同規格的主機板100有不同規格的電源插座以適用於不同的電源插頭，本發明不限制於此。主機板100的電源管理也可以支援進階組態與電源介面(Advanced Configuration and Power Interface,ACPI)，進行軟體與硬體的電源管理。

在本實施例中，主機板101主要包括主機電路110與電源管理電路120，其中主機電路110除具有其特定的伺服功能以外，也做為電源管理電路120的資料傳輸電路使用。遠端控制系統可以經由網路直接連接到所要操作的伺服器100上，並且下達命令給其內的電源管理電路120以進行斷電程序。管理者不需借由外部的電源供應設備(例如智慧型電源插座)來進行交流斷電的程序。主機板101尚包括平台控制晶片(platform controller hub，PCH)113、微處理器115與記憶體114等元件，如圖1所示。主機板101可依照設計需求而有不同的電路架構與元件，上述圖1僅為示意圖，本實施例不限制主機板101的電路架構。

上述網路模組112可以利用電路模組、晶片或者離散元件(discrete elements)等方式實現，其形式可為獨立的模組或者整合於系統主機板101上，本實施例不受限制。

[第二實施例]

請參考圖4，圖4為本發明第二實施例的伺服器的示意圖。伺服器400包括主機板401與電源供應器403，主機板401包括主機電路110，而電源管理電路120與電源模組102則整合於電源供應器403中。圖4與圖1的運作方式相似，其主要差異在於電源管理電路120與電源模組102整台至電源供應器403中。在經由上述實施例之說明後，本技術領域具有通常知識者應可推知第二實施例的技術細節，在此不加贅述。

[第三實施例]

上述實施例可歸納出第一種電源管理方法，請同時參考圖1與圖5，圖5為根據本發明第三實施例的電源管理方法流程圖。本實施的電源管理方法適用於上述圖1中的伺服器100。在步驟S510中，經由主機電路110接收一遠端控制信號RCS。進入步驟S520，主機電路110根據遠端控制信號RCS輸出一斷電指令AOF至電源管理電路120。接著，進入步驟S530，電源管理電路120根據斷電指令AOF使電源模組102停止提供供電給主機電路110(包括主機電源與休眠電源)並持續斷電一預設時間。然後，在步驟S540中，電源管理電路120開始計時並且判斷是否超過預設時間，若斷電超過預設時間，則進入步驟S550，重新供電至主機電路110以進行一初始化程序；若否，則電源管理電路120繼續計時。

在步驟S550中，主機電路110進行初始化程序之流程可進一步以圖6說明，圖6為根據本發明第三實施例的初始化程序流程圖。首先，電源模組102重新供電給主機電路110以進行初始化程序(步驟S610、S620)。然後，判斷基板控制單元111中是否儲存有一遠端開機程序(步驟S630)。若是，則根據遠端開機程序進行初始化程序(步驟S635)；若否，則進行正常的初始化程序(步驟S640)。在開機完成後(步驟S650)，經由網路發出重新開機訊息至 遠端控制系統給管理者，告知伺服器100已經重新開機完成(步驟S660)。管理者可以透過網路傳送相關設定至伺服器100，伺服器100會根據遠端控制系統的指令設定斷電的預設時間與遠端開機程序等參數。

經由上述實施例的說明，本技術領域具有通常知識者應當可以輕易推知本實施例之電源管理方法的操作細節，在此不加贅述。此外，值得注意的是，上述元件之間的耦接關係包括直接或間接的電性連接，只要可以達到所需的電信號傳遞功能即可，本發明並不受限。上述實施例中的技術手段可以合併或單獨使用，其元件可依照其功能與設計需求增加、去除、調整或替換，本發明並不受限。在經由上述實施例之說明後，本技術領域具有通常知識者應可推知其實施方式，在此不加贅述。

綜上所述，本發明之伺服器與其電源管理電路可以管理者直接經由網路實現遠端交流斷電的功能，讓主機板可以重新進行初始化程序。藉由本發明之技術手段，管理者不需手斷關閉伺服器的交流電源即可達到交流斷電的效果，可以有效提升伺服器電源管理的方便性。

雖然本發明之實施例已揭露如上，然本發明並不受限於上述實施例，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明所揭露之範圍內，當可作些許之更動與調整，因此本發明之保護範圍應當以後附之申請專利範圍所界定者為準。

100‧‧‧伺服器

101‧‧‧主機板

102‧‧‧電源模組

110‧‧‧主機電路

120‧‧‧電源管理電路

111‧‧‧基板控制單元

112‧‧‧網路模組

113‧‧‧平台控制晶片

114‧‧‧記憶體

115‧‧‧微處理器

121‧‧‧開關單元

122‧‧‧電源管理單元

RCS‧‧‧遠端控制信號

AOF‧‧‧斷電指令

Claims (21)

1. 一種電源管理電路，適用於管理一主機電路的電源，該主機電路自一電源模組接收一主機電源與一待機電源，該主機電路包括一網路模組與一基板控制單元，其特徵在於，該電源管理電路耦接於該主機電路與該電源模組，該主機電路經由該網路模組接收一遠端控制信號，並且根據該遠端控制信號輸出一斷電指令至該電源管理電路，該電源管理電路根據該斷電指令使該電源模組停止供電給該主機電路，並且在間隔一預設時間之後，使該電源模組重新供電給該主機電路以進行一初始化程序。
2. 如申請專利範圍第1項所述的電源管理電路，其中當該電源模組停止供電至該主機電路時，該網路模組與該基板控制單元斷電，而該電源模組則持續供電至該電源管理電路。
3. 如申請專利範圍第1項所述的電源管理電路，包括：一開關單元，耦接於該主機電路與該電源模組之間；以及一電源管理單元，耦接於該開關單元、該電源模組與該主機電路，該電源管理單元自該電源模組接收一工作電源，並且根據該斷電指令控制該開關單元以使該電源模組停止供電至該主機電路。
4. 如申請專利範圍第3項所述的電源管理電路，其中該電源管理單元耦接於該基板控制單元，並且經由該基板控制單元接收該斷電指令，該開關單元設置於該主機電路與該電源模組之間的一供電路徑上，用以導通或斷開該供電路徑，其中當該電源管理單元接收到該斷電指令時，該電源管理單元不導通該開關單元以停止供電至該主機電路，並且在經過該預設時間後導通該開關單元以使該電源模組重新供電至該主機電路。
5. 如申請專利範圍第3項所述的電源管理電路，其中該電源管理單元包括：一控制單元，耦接於該開關單元，用以控制該開關單元是否導 通；一計時器，耦接於該控制單元；以及一記憶單元，耦接於該控制單元。
6. 如申請專利範圍第1項所述的電源管理電路，其中當該基板控制單元接收到該斷電指令時，該基板控制單元紀錄一遠端開機程序，並且使該主機電路在重新開機時根據該遠端開機程序進行該初始化程序。
7. 如申請專利範圍第6項所述的電源管理電路，其中該基板控制單元在該主機電路進行該初始化程序後，經由該網路模組輸出一重新開機訊息。
8. 如申請專利範圍第1項所述的電源管理電路，其中該電源管理電路與該主機電路整合於一主機板上。
9. 如申請專利範圍第1項所述的電源管理電路，其中該電源管理電路與該電源模組整合於一電源供應器中。
10. 如申請專利範圍第1項所述的主機板的電源管理電路，其中當該電源模組停止供電給該主機電路時，該電源模組停止提供該主機電源與該休眠電源至該主機電路。
11. 一種伺服器，包括：一電源模組；一主機電路，具有一網路模組與一基板控制單元，該主機電路耦接於該電源模組，並且自該電源模組接收一主機電源與一待機電源；以及一電源管理電路，耦接該主機電路與該電源模組；其中，該主機電路經由該網路模組接收一遠端控制信號，並且根據該遠端控制信號輸出一斷電指令至該電源管理電路，該電源管理電路根據該斷電指令使該電源模組在停止供電給該主機電路，並且在間隔一預設時間之後，使該電源模組重新供電給該主機電路以進行一初始化程序。
12. 如申請專利範圍第11項所述的伺服器，其中當該電源模組停止供電至該主機電路時，該網路模組與該基板控制單元斷電，而該電源模組則持續供電至該電源管理電路。
13. 如申請專利範圍第11項所述的伺服器，其中該電源管理電路包括：一開關單元，耦接於該主機電路與該電源模組之間；以及一電源管理單元，耦接於該開關單元、該電源模組與該主機電路，該電源管理單元自該電源模組接收一工作電源，並且根據該斷電指令控制該開關單元以使該電源模組停止供電至該主機電路。
14. 如申請專利範圍第13項所述的伺服器，其中該電源管理單元耦接於該基板控制單元，並且經由該基板控制單元接收該斷電指令，該開關單元設置於該主機電路與該電源模組之間的一供電路徑上，用以導通或斷開該供電路徑，其中當該電源管理單元接收到該斷電指令時，該電源管理單元不導通該開關單元以停止供電至該主機電路，並且在間隔該預設時間後導通該開關單元以使該電源模組重新供電至該主機電路。
15. 如申請專利範圍第13項所述的伺服器，其中該電源管理單元包括：一控制單元，耦接於該開關單元，用以控制該開關單元是否導通；一計時器，耦接於該控制單元；以及一記憶單元，耦接於該控制單元。
16. 如申請專利範圍第11項所述的伺服器，其中當該基板控制單元接收到該斷電指令時，該基板控制單元紀錄一遠端開機程序，並且使該主機電路在重新開機時根據該遠端開機程序進行該初始化程序。
17. 如申請專利範圍第16項所述的伺服器，其中該基板控制單元 在該主機電路進行該初始化程序後，經由該網路模組輸出一重新開機訊息。
18. 如申請專利範圍第11項所述的伺服器，其中該電源管理電路與該主機電路整合於一主機板上。
19. 如申請專利範圍第11項所述的伺服器，其中該電源管理電路與該電源模組整合於一電源供應器中。
20. 如申請專利範圍第11項所述的伺服器，其中當該電源模組停止供電給該主機電路時，該電源模組停止提供該主機電源與該休眠電源至該主機電路。
21. 一種電源管理方法，適用於一伺服器，該伺服器包括一電源模組、一主機電路與一電源管理電路，該電源管理方法包括：經由該主機電路接收一遠端控制信號；根據該遠端控制信號輸出一斷電指令至該電源管理電路；該電源管理電路根據該斷電指令使該電源模組停止提供一主機電源與一休眠電源給該主機電路；以及在間隔一預設時間之後，使該電源模組重新供電給該主機電路以進行一初始化程序。