TW202309403A

TW202309403A - 智慧風扇系統

Info

Publication number: TW202309403A
Application number: TW110131921A
Authority: TW
Inventors: 黃約瑟; 沈國良
Original assignee: 立端科技股份有限公司
Priority date: 2021-08-27
Filing date: 2021-08-27
Publication date: 2023-03-01
Also published as: US20230070920A1; TWI784690B

Abstract

本發明主要揭示一種智慧風扇系統，包括：用以監測至少一主處理器之溫度的至少一電子晶片溫度感測器、用以監測系統環境溫度的至少一殼體溫度感測器、至少一電子晶片風扇、至少一殼體風扇、以及一微控制器晶片。依據本發明，微控制器晶片在各所述風扇運轉時讀取其當前轉速。從而，依據一風量-轉速查找表以及分別對應所述電子晶片風扇和所述殼體風扇的一第一PWM查找表和第二PWM查找表，該微控制器晶片係依據不同的溫度感測器的溫度感測值而分別調整所述電子晶片風扇和所述殼體風扇的當前風量，從而對主處理器和系統環境提供適合的散熱。

Description

智慧風扇系統

本發明係關於散熱風扇之技術領域，尤指能夠依據CPU溫度和環境溫度而自適應調整轉速的一種智慧風扇系統。

已知，電腦已成為每個現代人不可或缺的電子裝置。因此，桌上型電腦、一體式電腦、筆記型電腦、工業電腦、伺服器等電腦主機皆會配備多個散熱風扇，用以協助內部的電子晶片(如：CPU、GPU、AI晶片(即，DSP晶片))及電子模組(如：記憶體(DRAM)、硬碟)進行散熱，以避免電子晶片及/或電子模組因過熱而導致損壞。一般而言，習知技術會在主機殼體內部設置一溫度感測器以感測環境溫度，接著再依據所述環境溫度而調整一脈衝寬度調變(PWM)信號的佔空比(Duty cycle)，進而適應性地調節散熱風扇的轉速，以維持散熱風扇對於電子晶片和電子模組的散熱效能。

舉例而言，台灣專利號I686125揭示一種風扇轉速控制方法。依據台灣專利號I686125的揭示內容，包含一散熱風扇、一控制單元以及一溫度感測器的一散熱風扇系統被設置在一主機殼體內部，其中，該溫度感測器用以量測一環境溫度，該環境溫度包含CPU的溫度及/或特定電子零件的溫度。並且，該控制單元，例如一基板管理控制器(Baseboard management controller, BMC)晶片，則被組態(configured)用以依據所述環境溫度而自一溫度-佔空比查找表(temperature-duty cycle look-up table)之中查找出一對應的風扇轉速，從而調整PWM信號的佔空比以適應性地調節該散熱風扇的轉速。

就實際狀況來說，不同的電子晶片及/或電子模組在不同工作狀態下會具有不同的工作溫度。舉例而言，在負載率為60-80%的狀態下，CPU的工作溫度便會驟升至攝氏80-90度，甚至升至攝氏80-90度；此時，維持一般運轉的硬碟的工作溫度可能只有攝氏40度左右，而沒有執行複雜繪圖運算的GPU的工作溫度也只有攝氏50度左右。在此情況下，使用台灣專利號I686125之風扇轉速控制方法並無法有效地協助CPU進行散熱，主要原因在於其係依據「環境溫度」而適應性地控制散熱風扇的轉速，並非針對性地依據個別的電子晶片、電子模組之工作溫度。

為解決前述問題，台灣專利號I684866揭示一種控制風扇轉速之方法。依據台灣專利號I684866的揭示內容，其特別在CPU和GPU附近設有一個溫度感測器，使得BMC晶片可以監測CPU和GPU附近的環境溫度，從而分別控制CPU散熱風扇和GPU散熱風扇的轉速。簡單地說，台灣專利號I684866透過增設CPU專用溫度感測器以及GPU專用溫度感測器的方式解決了台灣專利號I686125之風扇轉速控制方法的固有缺陷。

然而，台灣專利號I684866的習知技術在實務應用上卻衍生出其它缺陷，整理如下： (1)BMC晶片主要用於監控伺服器的整個系統，如電力供給狀態和內部電子些裝置的狀態等。在應用台灣專利號I684866所述之控制風扇轉速之方法的情況下，欲使伺服器系統所包含的各個散熱風扇皆為獨立控制，則勢必占用BMC晶片的所有GPIO腳位，這樣的做法等於限制了BMC晶片原有的部分功能無法使用，故而必須在伺服器系統再增加1~2個BMC晶片，導致伺服器系統的製造成本提高。 (2)利用閉迴路控制(closed-loop control)配合溫度-佔空比查找表來調整各個散熱風扇的轉速的方式顯示出緩不救急的重大缺點。更詳細地說明，調整轉速時，習知技術還是10%、20%、30%、…、100%閉迴反饋式地逐次調高PWM信號的佔空比以提升受控的散熱風扇的轉速。然而，就實際狀況而言，CPU在負載率為60-80%的狀態下其工作溫度便會驟升至攝氏80-90度。可想而知，對於工作溫度突然驟升的CPU而言，習知技術的逐步轉速調整方式無法達到立即性的散熱效果，導致CPU依舊出現熱當機的狀況。

由上述說明可知，習知的控制風扇轉速之方法仍具有需要加以改善的空間。有鑑於此，本案之發明人係極力加以研究發明，而終於研發完成一種智慧風扇系統。

本發明之主要目的在於提供一種智慧風扇系統，其用以監測至少一主處理器之溫度的至少一電子晶片溫度感測器、用以監測系統環境溫度的至少一殼體溫度感測器、至少一電子晶片風扇、至少一殼體風扇、以及一微控制器晶片。依據本發明，該微控制器晶片在各所述風扇運轉時讀取其當前轉速。從而，依據一風量-轉速查找表以及分別對應所述電子晶片風扇和所述殼體風扇的一第一PWM查找表和一第二PWM查找表，該微控制器晶片係依據不同的溫度感測器的溫度感測值而分別調整所述電子晶片風扇和所述殼體風扇的當前風量，從而對主處理器和系統環境提供適合的散熱。

承上述說明，本發明以CPLD或FPGA作為所述微控制器晶片，因此，該微控制器晶片具有足夠的腳位耦接多個溫度感測器以及多個風扇，從而能夠獨立控制各個風扇之轉速。

為達成上述目的，本發明提出所述智慧風扇系統的一實施例，其裝設於一電子裝置的一殼體內，且包括：至少一電子晶片風扇，設置在該殼體內，且對應地位於一電子晶片之上或鄰近該電子晶片，該電子晶片風扇具備提供轉速訊號之功能；至少一電子晶片溫度感測器，設置於該殼體內，用以感測該電子晶片的一第一溫度；至少一殼體風扇，設置在該殼體內，該殼體風扇係用以將該殼體內部的熱氣排出或將外部空氣吸入該殼體內部，該殼體風扇具備提供轉速訊號之功能；至少一殼體溫度感測器，設置於該殼體內，用以感測該殼體之一內部空間的一第二溫度；以及一微控制器晶片，係選自於由複雜可程式邏輯裝置晶片(Complex Programmable Logic Device, CPLD)和場域可程式化邏輯閘陣列晶片(Field Programmable Gate Array, FPGA)所組成群組之中的任一者，該微控制晶片具有一記憶單元，且耦接各所述電子晶片溫度感測器、各所述殼體溫度感測器、以及各所述電子晶片風扇和各所述殼體風扇的一PWM信號輸入端，並接收各所述電子晶片風扇和各所述殼體風扇的轉速訊號；其中，該記憶單元儲存有至少一風量-轉速查找表、對應該風量-轉速查找表的一第一PWM類比數值-溫度查找表、以及對應該風量-轉速查找表的一第二PWM類比數值-溫度查找表；其中，在所述電子晶片風扇和所述殼體風扇運轉時，所述電子晶片風扇和所述殼體風扇的一當前轉速訊號被提供給該微控制器晶片；其中，依據所述電子晶片溫度感測器所感測的該第一溫度，該微控制器晶片自所述第一PWM類比數值-溫度查找表之中查找出一第一PWM類比數值，從而依所述第一PWM類比數值設定傳送至所述電子晶片風扇的該PWM信號輸入端的一第一PWM信號的佔空比，進而調整所述電子晶片風扇的當前風量；其中，依據所述殼體溫度感測器所感測的該第二溫度，該微控制器晶片自所述第二PWM類比數值-溫度查找表之中查找出一第二PWM類比數值，從而依所述第二PWM類比數值設定傳送至所述殼體風扇的該PWM信號輸入端的一第二PWM信號的佔空比，進而調整所述殼體風扇的當前風量；以及其中，該第一PWM類比數值-溫度查找表包含L個第一PWM類比數值以及分別對應L個所述第一PWM類比數值的L個溫度值，且該第二PWM類比數值-溫度查找表包含M個第二PWM類比數值以及分別對應M個所述第二PWM類比數值的M個溫度值；其中，L和M皆為正整數。

在一可行實施例中，一個所述電子晶片為一中央處理器晶片，另一個所述電子晶片為一繪圖晶片，且二個所述電子晶片溫度感測器分別為耦接該中央處理器晶片的一第一溫度二極體和耦接該繪圖晶片的一第二溫度二極體。並且，該微控制器晶片透過PECI協議與該中央處理器晶片和該繪圖晶片通訊，從而由該中央處理器晶片和該繪圖晶片通過PECI協議制傳送所述電子晶片溫度感測器所感測的該第一溫度至該微控制器晶片。

在另一可行實施例中，一個所述電子晶片為一中央處理器晶片，另一個所述電子晶片為一繪圖晶片，且二個所述電子晶片溫度感測器分別為包含於該中央處理器晶片內部的一第一溫度二極體和包含於該繪圖晶片內部的一第二溫度二極體。並且，該微控制器晶片利用通過PECI協議與該中央處理器晶片和該繪圖晶片通訊，從而由該中央處理器晶片和該繪圖晶片通過PECI協議制傳送所述第一溫度感測器所感測的該第一溫度至該微控制器晶片。

在可行的實施例中，該電子晶片為選自於由中央處理器晶片、繪圖晶片、數位訊號處理晶片、和應用處理器晶片(Application processor)所組成群組之中的任一者。並且，該電子模組為選自於由動態隨機存取記憶體、硬碟和LED情境燈具所組成群組之中的任一者。

在可行的實施例中，本發明所述之智慧風扇系統更包含一讀取晶片用於讀取轉換該電子晶片風扇或該殼體風扇之轉速訊號並提供給該微控制器晶片。

並且，可行的實施例中，本發明所述之智慧風扇系統進一步包含：一電子模組風扇，設置在該殼體內，且對應地位於一電子模組之上或鄰近該電子模組，該電子模組風扇具備提供轉速訊號之功能；一電子模組溫度感測器，設置於該殼體內，用以感測該電子模組的一第三溫度；以及一對應該風量-轉速查找表的第三PWM類比數值-溫度查找表，係儲存於該記憶單元；其中，在所述電子模組風扇運轉時，所述電子模組風扇的一當前轉速訊號被提供給該微控制器晶片；其中，依據所述電子模組溫度感測器所感測的該第三溫度，該微控制器晶片自所述第三PWM類比數值-溫度查找表之中查找出一第三PWM類比數值，從而依所述第三PWM類比數值設定傳送至所述電子模組風扇的該PWM信號輸入端的一第三PWM信號的佔空比，進而調整所述電子模組風扇的當前風量；以及其中，該第三PWM類比數值-溫度查找表包含N個第三PWM類比數值以及分別對應N個所述第三PWM類比數值的N個溫度值，且N為正整數。

在可行的實施例中，本發明所述之智慧風扇系統更進一步包含：一管理單元，其耦接該電子裝置的一BIOS晶片，使得一外部電子裝置能夠與該管理單元達成通訊，從而將所述風量-轉速查找表及所述PWM類比數值-溫度查找表寫入該BIOS晶片的一資料儲存空間。

在可行的實施例中，該外部電子裝置還允許透過該管理單元和該BIOS晶片而寫入一風扇轉速控制命令至該記憶單元，使該微控制器晶片依據所述風扇轉速控制命令而調整所述電子晶片風扇、所述殼體風扇及/或所述電子模組風扇的當前風量。

為了能夠更清楚地描述本發明所提出之一種智慧風扇系統，以下將配合圖式，詳盡說明本發明之較佳實施例。

第一實施例

請參閱圖1，其顯示包含本發明之一種智慧風扇系統的一殼體的第一立體圖。如圖1所示，本發明提出一種智慧風扇系統1，其裝設於一電子裝置的一殼體21內，且包括：至少一電子晶片風扇FA1、至少一殼體風扇FA2、至少一電子模組風扇FA3、一讀取晶片11、至少一電子晶片溫度感測器T1、至少一殼體溫度感測器T2、至少一電子模組溫度感測器T3、以及一微控制器晶片13。依據本發明之設計，該至少一電子晶片風扇FA1係設置在該殼體21內，且對應地位於至少一電子晶片22之上或鄰近該至少一電子晶片22。在一實施例中，中央處理器晶片(CPU)和繪圖晶片(GPU)為二種所述電子晶片22，兩者的工作溫度皆會隨著其負載率而有劇烈變化。舉例而言，在負載率突升至60-80%的情況下，CPU的工作溫度會驟升至攝氏80-90度，甚至升至攝氏80-90度。值得說明的是，隨著應用場合的不同，所述電子晶片22可以是專用於執行數位運算的數位訊號處理晶片(DSP)，也可以是應用處理器晶片(Application processor)。

如圖1所示，該至少一電子模組風扇FA3係設置在該殼體21內，且對應地位於至少一電子模組23之上或鄰近該至少一電子模組23。應可理解，依據所述電子裝置的種類不同，該電子模組23為電子裝置的殼體21內的動態隨機存取記憶體(DRAM)、硬碟及/或LED情境燈具。換句話說，所述該電子裝置的可實施態樣可為伺服器、雲端運算電腦、工業電腦、桌上型電腦、筆記型電腦、或All-In-One。

另一方面，如圖1所示，該至少一殼體風扇FA2係設置在該殼體21內，主要用於調節該殼體21內部的系統環境溫度。因此，一般的設置方式是令部分所述殼體風扇FA2的出風側露出於該殼體21之外，以利用這些所述殼體風扇FA2將該殼體21內部的熱氣排出；同時，令其它所述殼體風扇FA2的出風側位於該殼體21之內，以利用這些所述殼體風扇FA2將外部空氣吸入該殼體21內部。

繼續地參閱圖1，並請同時參閱圖2，其顯示本發明之智慧風扇系統的第一方塊圖。如圖1與圖2所示，該讀取晶片11耦接各所述電子晶片風扇FA1、各所述殼體風扇FA2和各所述電子模組風扇FA3的一功能信號端。補充說明的是，應知道，市售散熱風扇通常具有四個信號腳位，其中三個信號腳位分別用以耦接一輸入直流電壓、一接地電壓、和一輸入PWM信號，且最後一個信號腳位(即，所述功能信號端)則應用在風扇轉速的檢測。另一方面，該至少一電子晶片溫度感測器T1設置於該殼體21內以感測該至少一電子晶片22的一第一溫度，該至少一電子模組溫度感測器T3設置於該殼體21內以感測該至少一電子模組23的一第三溫度，且該至少一殼體溫度感測器T2設置於該殼體21內以感測該殼體21之一內部空間的一第二溫度。

如圖1與圖2所示，該微控制器晶片13耦接該至少一電子晶片溫度感測器T1、該至少一殼體溫度感測器T2、該至少一電子模組溫度感測器T3、與該讀取晶片11。同時，該微控制器晶片13還耦接各所述電子晶片風扇FA1、各所述殼體風扇FA2和各所述電子模組風扇FA3的一PWM信號輸入端。特別地，本發明令該微控制器晶片13具有一記憶單元131，且該記憶單元131內儲存有至少一風量-轉速查找表、對應該風量-轉速查找表的一第一PWM類比數值-溫度查找表、對應該風量-轉速查找表的一第二PWM類比數值-溫度查找表、以及對應該風量-轉速查找表的一第三PWM類比數值-溫度查找表。

圖3顯示轉速相對於風量的曲線圖。如圖3所示，對於最高風量為20CFM的散熱風扇而言，在固定輸入直流電壓的情況下，可利用調變PWM信號的佔空比(Duty cycle)的方式調控該散熱風扇的轉速(單位：RPM)，從而獲得圖3中的曲線A。同樣地，對於最高風量為40CFM的散熱風扇而言，在固定輸入直流電壓的情況下，可利用調變PWM信號的佔空比的方式調控該散熱風扇的轉速，從而獲得圖3中的曲線B。並且，對於最高風量為60CFM的散熱風扇而言，在固定輸入直流電壓的情況下，可利用調變PWM信號的佔空比的方式調控該散熱風扇的轉速，從而獲得圖3中的曲線C。進一步地，由圖3還可發現，曲線C的斜率大於曲線B的斜率，且曲線B的斜率又大於曲線A的斜率。換句話說，在令PWM信號的佔空比自P%(如30%)跳變至Q%(如50%)的情況下，曲線C的散熱風扇的風量增加量會高於曲線B的散熱風扇的風量增加量，且曲線B的散熱風扇的風量增加量會高於曲線A的散熱風扇的風量增加量。應可理解，「風量」與散熱風扇的致冷能力(或稱散熱能力)直接相關。

舉例而言，市售的CPU散熱風扇(即，所述電子晶片風扇FA1)的風量可達到30-40 CFM，市售的記憶體(DRAM)散熱風扇(即，所述電子模組風扇FA3)的風量可達到20-25CFM，且市售的殼體風扇依大小不同其風量可達到60-120CFM。由此可知，如圖3所示，在量測得到各個風扇(FA1、FA2、FA3)的轉速-風量曲線之後，亦即同時獲得了佔空比-風量曲線。故而，依據不同的佔空比-風量曲線(如曲線A、曲線B和曲線C)，便可以接著產生佔空比-PWM類比數值的查找表，例如下表(1)所示。表(1)

佔空比(%)	PWM類比數值
0	0
39	100
59	150
78	200
100	255

獲得所述佔空比-PWM類比數值的查找表之後，繼續地，可接著自定義出PWM類比數值-溫度的查找表，例如下表(2)所示。表(2)

PWM類比數值	溫度( ^oC)
0	0 – 49
100	50 – 59
150	60 – 69
200	70 – 89
255	80 – 89

於此，必須特別說明的是，PWM類比數值(即，佔空比)的切換段數是可依實際應用而調整的，例如，調整為5段、7段或10段。進一步地，在完成PWM類比數值(即，佔空比)的切換段數設定之後，還可以依據風量和轉速的關係區隔靜音節能區和高效散熱區。更詳細地說明，當系統操作在靜音節能區時，各個風扇(FA1, FA2和FA3)的轉速會落在靜音節能區的範圍內。相反地，當系統操作在高效散熱區時，各個風扇(FA1, FA2和FA3)的轉速會落在高效散熱區的範圍內。當然，表(2)所列之各階段的PWM類比數值所對應的溫度值也是可依實際應用情況而適當調整設定。

由前述說明可知，該微控制器晶片13的該記憶單元131儲存有至少一風量-轉速查找表(如圖3所示)，進一步地，依據所述風量-轉速查找表可以產生用於電子晶片風扇FA1之轉速(風量)調控的一第一PWM類比數值-溫度查找表、用於殼體風扇FA2之轉速(風量)調控的一第二PWM類比數值-溫度查找表、以及用於電子模組風扇FA3之轉速(風量)調控的一第三PWM類比數值-溫度查找表。在參考圖3、上表(1)及上表(2)的情況下，應可理解，該第一PWM類比數值-溫度查找表包含L個第一PWM類比數值以及分別對應L個所述第一PWM類比數值的L個溫度值，該第二PWM類比數值-溫度查找表包含M個第二PWM類比數值以及分別對應M個所述第二PWM類比數值的M個溫度值，且該第三PWM類比數值-溫度查找表包含N個第三PWM類比數值以及分別對應N個所述第三PWM類比數值的N個溫度值。更詳細地說明，L、M和N指的是前述說明所稱之切換段數，故L、M和N皆正整數。

依此設計，如圖1與圖2所示，在所述電子晶片第一風扇FA1、所述殼體風扇FA2和所述電子模組風扇FA3運轉時，該讀取晶片11通過所述功能信號端讀取一轉速感測信號，從而對應地傳送所述電子晶片風扇FA1、所述殼體風扇FA2和所述電子模組風扇FA3的一當前轉速值予該微控制器晶片13。在一實施例中，該讀取晶片11為一解碼器晶片，且該微控制器晶片13為一複雜可程式邏輯裝置晶片(Complex Programmable Logic Device, CPLD)或一場域可程式化邏輯閘陣列晶片(Field Programmable Gate Array, FPGA)。

進一步地，依據所述電子晶片溫度感測器T1所感測的該第一溫度(即，CPU或GPU的工作溫度)，該微控制器晶片13自所述第一PWM類比數值-溫度查找表之中查找出一第一PWM類比數值，從而依所述第一PWM類比數值設定傳送至所述電子晶片風扇FA1的該PWM信號輸入端的一第一PWM信號的佔空比，進而調整所述電子晶片風扇FA1的轉速。同時，依據所述殼體溫度感測器T2所感測的該第二溫度(即，系統環境溫度)，該微控制器晶片13自所述第二PWM類比數值-溫度查找表之中查找出一第二PWM類比數值，從而依所述第二PWM類比數值設定傳送至所述殼體風扇FA2的該PWM信號輸入端的一第二PWM信號的佔空比，進而調整所述第二風扇(即，所述殼體風扇)FA2的轉速。同時，依據所述電子模組溫度感測器T3所感測的該第三溫度(即，電子模組23的工作溫度)，該微控制器晶片13自所述第三PWM類比數值-溫度查找表之中查找出一第三PWM類比數值，從而依所述第三PWM類比數值設定傳送至所述電子模組風扇FA3的該PWM信號輸入端的一第三PWM信號的佔空比，進而調整所述電子模組風扇FA3的轉速。

換句話說，該微控制器晶片13係依據不同溫度感測器(T1, T2, T3)的溫度感測值而分別調整所述電子晶片風扇FA1、所述殼體風扇FA2和所述電子模組風扇FA3的轉速，從而對電子晶片22(即，CPU、GPU、DSP…等)、電子模組23(即，DRAM、硬碟、LED燈具…等)和系統環境提供最適合的散熱。舉例而言，當電子晶片22(CPU、GPU)的工作溫度驟升至攝氏80-90度時，微控制器晶片13控制所述電子晶片風扇FA1、所述殼體風扇FA2和所述電子模組風扇FA3的轉速，使本發明之智慧風扇系統1整體操作在所述高效散熱區，從而在最短時間內發揮出最大的致冷效果(或稱散熱效果)，防止電子晶片22(CPU、GPU)因其工作溫度繼續升高而熱當。相反地，在電子晶片22(CPU、GPU)之工作溫度隨著負載率而瞬間下降時，微控制器晶片13則控制所述電子晶片風扇FA1、所述殼體風扇FA2和所述電子模組風扇FA3的轉速，使本發明之智慧風扇系統1整體操作在所述靜音節能區，從而在最短時間內降低系統噪音。

進一步地，實際應用本發明時，還可依據電子晶片22、電子模組23、電子裝置之應用環境的種類，依據所述風量-轉速查找表(如圖3所示)而編輯多份的一第一PWM類比數值-溫度查找表、多份的一第二PWM類比數值-溫度查找表、以及多份的一第三PWM類比數值-溫度查找表。如此設計，在該微控制器晶片13啟用(enable)後，微控制器晶片13在進行晶片初始化的過程中便會將儲存在該BIOS晶片24的資料儲存空間之中的風量-轉速查找表、第一PWM類比數值-溫度查找表、第二PWM類比數值-溫度查找表、以及第三PWM類比數值-溫度查找表載入其寄存器(即，該記憶單元131)之中。值得注意的是，載入查找表時，該微控制器晶片13係依據電子晶片22的型號和電子模組23的型號而選擇對應的PWM類比數值-溫度查找表予以載入。

補充說明的是，以現有的CPU和GPU而言，其通常會外接一個溫度二極體以實現晶片溫度的監測。在此情況一下，可以解釋為，一個所述電子晶片22為一中央處理器晶片(CPU)，另一個所述電子晶片22為一繪圖晶片(GPU)，且二個所述電子晶片溫度感測器T1分別為耦接該中央處理器晶片的一第一溫度二極體和耦接該繪圖晶片的一第二溫度二極體。

再行補充說明的是，以高階的CPU和GPU而言，其通常會內含一個溫度二極體以實現晶片溫度的監測。在此情況二下，可以解釋為，一個所述電子晶片22為一中央處理器晶片，另一個所述電子晶片22為一繪圖晶片，且二個所述電子晶片溫度感測器T1分別為包含於該中央處理器晶片內部的一第一溫度二極體和包含於該繪圖晶片內部的一第二溫度二極體。

然而，如圖2所示，由於現有的CPU和GPU皆具有一平台環境控制介面(Platform environment control interface,PECI)，因此，無論是上述情況一或情況二，該微控制器晶片13皆可透過PECI協議與CPU及/或GPU通訊，從而由CPU及/或GPU通過PECI協議制傳送所述電子晶片溫度感測器T1(即，溫度二極體)所感測的該第一溫度至該微控制器晶片13。

值得說明的是，CPU(或GPU)內部的溫度二極體係能夠準確反應CPU(或GPU)的當前工作溫度，且進行溫度監測時並不需要事前作溫度校正。相反地，用於監測該殼體21內的系統環境溫度的該殼體溫度感測器T2和用於監測該電子模組23的工作溫度的該電子模組溫度感測器T3則必須進行溫度校正。更詳細地說明，該殼體溫度感測器T2和該電子模組溫度感測器T3，例如為熱敏電阻，在進行溫度感測時通常必須校正其基準溫度，而這個基準溫度會隨著環境溫度而改變。

第二實施例

請參閱圖4，其顯示包含本發明之一種智慧風扇系統的一殼體的第二立體圖。並，請同時參閱圖5，其顯示本發明之智慧風扇系統的第二方塊圖。相較於圖1和圖2所繪示之第一實施例，於第二實施例中，本發明之智慧風扇系統1更包括：耦接該電子裝置的一BIOS晶片24的一管理單元221。如圖4與圖5所示，該管理單元221可以和一外部電子裝置進行通訊，因此，藉由操作該外部電子裝置可將所述風量-轉速查找表、所述第一PWM類比數值-溫度查找表、所述第二PWM類比數值-溫度查找表、以及所述第三PWM類比數值-溫度查找表寫入該BIOS晶片24的一資料儲存空間。如此設計，由於該微控制器晶片13(即，CPLD或FPGA)的該記憶單元131為一寄存器(Register)，因此，在該微控制器晶片13啟用(enable)後，微控制器晶片13在進行晶片初始化的過程中便會將儲存在該BIOS晶片24的資料儲存空間之中的風量-轉速查找表、第一PWM類比數值-溫度查找表、第二PWM類比數值-溫度查找表、以及第三PWM類比數值-溫度查找表載入其寄存器(即，該記憶單元131)之中。

若該管理單元221可以是AMD所推出的平台安全處理器(Platform security processor, PSP)，也可以是英特爾所推出的英特爾管理引擎(Intel management engine, IME)，其中，PSP和IME皆支援遠端控制。換句話說，在包含所述管理單元221(即，PSP或IME)的情況下，便可以使用外部電子裝置通過遠端調整、變更所述風量-轉速查找表、所述第一PWM類比數值-溫度查找表、所述第二PWM類比數值-溫度查找表、及/或所述第三PWM類比數值-溫度查找表，非常方便。除此之外，利用外部電子裝置也可以透過該管理單元221和該BIOS晶片24而寫入一風扇轉速控制命令至該記憶單元131，使該微控制器晶片13依據所述風扇轉速控制命令而調整所述電子晶片風扇FA1、所述殼體風扇FA2和所述電子模組風扇FA3的轉速。

如此，上述已完整且清楚地說明本發明之一種智慧風扇系統及智慧型風扇控制方法。然而，必須加以強調的是，前述本案所揭示者乃為較佳實施例，舉凡局部之變更或修飾而源於本案之技術思想而為熟習該項技藝之人所易於推知者，俱不脫本案之專利權範疇。

1:智慧風扇系統 11:讀取晶片 13:微控制器晶片 131:記憶單元 FA1:電子晶片風扇 FA2:殼體風扇 FA3:電子模組風扇 T1:電子晶片溫度感測器 T2:殼體溫度感測器 T3:電子模組溫度感測器 21:殼體 22:電子晶片 221:管理單元 23:電子模組 24:BIOS晶片

圖1為包含本發明之一種智慧風扇系統的一殼體的第一立體圖；圖2為本發明之智慧風扇系統的第一方塊圖；圖3為轉速相對於風量的曲線圖；圖4為包含本發明之一種智慧風扇系統的一殼體的第二立體圖；以及圖5為本發明之智慧風扇系統的第二方塊圖。

1:智慧風扇系統

11:讀取晶片

13:微控制器晶片

131:記憶單元

FA1:電子晶片風扇

FA2:殼體風扇

FA3:電子模組風扇

T1:電子晶片溫度感測器

T2:殼體溫度感測器

T3:電子模組溫度感測器

22:電子晶片

Claims

一種智慧風扇系統，裝設於一電子裝置的一殼體內，且包括：至少一電子晶片風扇，設置在該殼體內，且對應地位於一電子晶片之上或鄰近該電子晶片，該電子晶片風扇具備提供轉速訊號之功能；至少一電子晶片溫度感測器，設置於該殼體內，用以感測該電子晶片的一第一溫度；至少一殼體風扇，設置在該殼體內，該殼體風扇係用以將該殼體內部的熱氣排出或將外部空氣吸入該殼體內部，該殼體風扇具備提供轉速訊號之功能；至少一殼體溫度感測器，設置於該殼體內，用以感測該殼體之一內部空間的一第二溫度；以及一微控制器晶片，係選自於由複雜可程式邏輯裝置晶片(Complex Programmable Logic Device, CPLD)和場域可程式化邏輯閘陣列晶片(Field Programmable Gate Array, FPGA)所組成群組之中的任一者，該微控制晶片具有一記憶單元，且耦接各所述電子晶片溫度感測器、各所述殼體溫度感測器、以及各所述電子晶片風扇和各所述殼體風扇的一PWM信號輸入端，並接收各所述電子晶片風扇和各所述殼體風扇的轉速訊號；其中，該記憶單元儲存有至少一風量-轉速查找表、對應該風量-轉速查找表的一第一PWM類比數值-溫度查找表、以及對應該風量-轉速查找表的一第二PWM類比數值-溫度查找表；其中，在所述電子晶片風扇和所述殼體風扇運轉時，所述電子晶片風扇和所述殼體風扇的一當前轉速訊號被提供給該微控制器晶片；其中，依據所述電子晶片溫度感測器所感測的該第一溫度，該微控制器晶片自所述第一PWM類比數值-溫度查找表之中查找出一第一PWM類比數值，從而依所述第一PWM類比數值設定傳送至所述電子晶片風扇的該PWM信號輸入端的一第一PWM信號的佔空比，進而調整所述電子晶片風扇的當前風量；其中，依據所述殼體溫度感測器所感測的該第二溫度，該微控制器晶片自所述第二PWM類比數值-溫度查找表之中查找出一第二PWM類比數值，從而依所述第二PWM類比數值設定傳送至所述殼體風扇的該PWM信號輸入端的一第二PWM信號的佔空比，進而調整所述殼體風扇的當前風量；以及其中，該第一PWM類比數值-溫度查找表包含L個第一PWM類比數值以及分別對應L個所述第一PWM類比數值的L個溫度值，且該第二PWM類比數值-溫度查找表包含M個第二PWM類比數值以及分別對應M個所述第二PWM類比數值的M個溫度值；其中，L和M皆為正整數。
如請求項1所述之智慧風扇系統，其中，該電子晶片為選自於由中央處理器晶片、繪圖晶片、數位訊號處理晶片、和應用處理器晶片(Application processor)所組成群組之中的任一者。
如請求項2所述之智慧風扇系統，其中，所述電子晶片溫度感測器耦接該電子晶片的一溫度二極體。
如請求項2所述之智慧風扇系統，其中，所述電子晶片溫度感測器為包含於該電子晶片內部的一溫度二極體。
如請求項1所述之智慧風扇系統，其中，該電子裝置為選自於由伺服器、雲端運算電腦、工業電腦、桌上型電腦、筆記型電腦、和All-In-One電腦所組成群組之中的任一者。
如請求項1所述之智慧風扇系統，其進一步包含一讀取晶片用於讀取轉換該電子晶片風扇或該殼體風扇之轉速訊號並提供給該微控制器晶片。
如請求項1所述之智慧風扇系統，其進一步包含：一電子模組風扇，設置在該殼體內，且對應地位於一電子模組之上或鄰近該電子模組，該電子模組風扇具備提供轉速訊號之功能；一電子模組溫度感測器，設置於該殼體內，用以感測該電子模組的一第三溫度；以及一對應該風量-轉速查找表的第三PWM類比數值-溫度查找表，係儲存於該記憶單元；其中，在所述電子模組風扇運轉時，所述電子模組風扇的一當前轉速訊號被提供給該微控制器晶片；其中，依據所述電子模組溫度感測器所感測的該第三溫度，該微控制器晶片自所述第三PWM類比數值-溫度查找表之中查找出一第三PWM類比數值，從而依所述第三PWM類比數值設定傳送至所述電子模組風扇的該PWM信號輸入端的一第三PWM信號的佔空比，進而調整所述電子模組風扇的當前風量；以及其中，該第三PWM類比數值-溫度查找表包含N個第三PWM類比數值以及分別對應N個所述第三PWM類比數值的N個溫度值，且N為正整數。
如請求項7所述之智慧風扇系統，其中，該電子模組為選自於由動態隨機存取記憶體、硬碟和LED情境燈具所組成群組之中的任一者。
如請求項2或3所述之智慧風扇系統，其中，該微控制器晶片利用一平台環境控制介面(Platform environment control interface,PECI)與該電子晶片通訊，從而由該電子晶片透過該平台環境控制介面傳送所述第一溫度感測器所感測的該第一溫度至該微控制器晶片。
如請求項1所述之智慧風扇系統，係更包括：一管理單元，其耦接該電子裝置的一BIOS晶片，使得一外部電子裝置能夠與該管理單元達成通訊，從而將所述風量-轉速查找表及所述PWM類比數值-溫度查找表寫入該BIOS晶片的一資料儲存空間。
如請求項10所述之智慧風扇系統，其中，該記憶單元為一寄存器，且該微控制器晶片啟用後將儲存在所述資料儲存空間之中的所述風量-轉速查找表、所述第一PWM類比數值-溫度查找表、所述第二PWM類比數值-溫度查找表、以及所述第三PWM類比數值-溫度查找表載入該記憶單元。
如請求項10所述之智慧風扇系統，其中，該外部電子裝置係允許透過該管理單元和該BIOS晶片而寫入一風扇轉速控制命令至該記憶單元，使該微控制器晶片依據所述風扇轉速控制命令而調整所述風扇的轉速。
如請求項10所述之智慧風扇系統，其中，該管理單元為選自於由平台安全處理器(Platform security processor, PSP)和英特爾管理引擎(Intel management engine, IME)所組成群組之中的任一者。