TWI289251B - System and method for controlling a processor fan's speed - Google Patents

Description

1289251 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明涉及一種風扇速度控制系統及方法。 【先前技術】 隨著中央處理器（Central Processing Unit’CPU)電晶體集成數量越來 越多，主機板發熱量越來越大，散熱手段從被動散熱到主動散熱，散熱這 兩個字正在逐步受到人們重視。

爲了增強主機板整體散熱效果，BTX (Balanced Technology Extended， 可擴展平衡技術）重新設計、佈局了主機板上各元器件及擴展介面在主機 板上的位置。所述BTX疋一種電腦（personaic〇mpUter，pc)主機板架構 規範。BTX架構把系統袁主要的元件都安排在主機板的上部，因此減小了 主機板的尺寸，只需要去掉多餘的週邊設備擴展槽便可實現。在Βτχ架構 中，CPU是整個熱源的核心。 相對於傳統的ATX (Advanced Technology Extended，可擴展先進技術） 系統使用二到三組風扇對系統作冷卻，IntelBTX系統則分開兩部分作風扇 控制，一部分疋cpu冷卻機制，另一部分是系統冷卻機制。cpu冷卻機制 利用風扇處理控制器，針對CPU所提供的標準溫度資料和熱敏二極體 (The麗1 Diode)換算實際CPU内部溫度，對系統風扇做脈寬調制周雛 制（Pulse-WidthModulationDuty，PWMDuty)風扇轉速。系統冷卻機制利 用熱敏電阻溫度特性來控槪扇供電大小，使得風扇轉速隨風扇供電大小 變化。 此風扇轉速控制枝需要人讀裝練電阻，且雜敏雜容易因撞 擊而脫落，導致系統工作不穩定，系統風扇轉速控制時無法明確定義出一 定溫度值下的風扇轉速是多少。 【發明内容】 黎於以上内容’有必要提供—種風扇速度控⑽統及方法，其透過軟 體控制系統風扇轉速，提高主機板品質，保證系統工作的穩紐’，、並能清 楚知道一定溫度值下的風扇轉速。 -種風扇速度控制系統，控制主機板風扇的速度，該主機板包括 6 I289251 —中央處理n、-基本輸人輸出祕、—超輸〜 該中央處理器内置一熱敏二極體，該超輸入/輪出内境散熱區， 二述風扇速度控«統包括-溫度讀取模組，用於讀取 t準溫度值，及讀取超輸入/輸出所換算出的熱敏二極體的溫=出? 1 見散熱區的溫度值；-啸模組，用於比較^ ％ 值與中央處理器需要開始熱處理的最低溫度值，體的溫度 =;值Ϊ:臨界溫度;-處理模組，脈寬調制所述 將該佔空比傳送給所述風扇速度控制器。 、’ 進-步地，所述之風扇速度控制系統還包括 需要繼續進行所述風扇速度控制。 满L於判斷疋否 ^步地’所述之風扇速度控制系統還包括—設置模組 兩次風扇速度控制的時間間隔。 又置母 其中，所述之中央處理器需要開始熱處理的最低溫度爲中 ίίϋ溫C度值與—溫度值的差值，該溫度值的最佳值爲1(rc :所述臨界 下转種風扇速度㈣方法’祕㈣域板風翻速度，财法包括如 下一 .（a)項取該主機板上中央處理器的出廠標準溫度值；⑻ 上超輸人輸出換算出的中央處理器熱敏二極體的溫度值和主機板: ^核境散熱區的溫度值；（e)比較所換算出的熱敏二極體的溫度值 央處理器需要開始熱處理的最低溫度值，並執行如下步驟之_ ⑴若 熱敏^極體的溫度值A於所述最低溫度值’則増加脈寬_風扇的佔 cur，（e2)若所述錄三鋪的溫度值祕祕所述最低溫度值， 則比較糸統竟散熱區的溫度值與一臨界溫度，並執行如下步驟之一： (C21)若所述纽魏健_溫度献於所猶界溫度，簡加脈寬調 制風扇的佔空比到100%; (c22)若所述系統環境散熱區的溫度值小於等 於所述界溫度，聰佩寬調槪扇的佔魏爲—百分比，·⑷將該脈 寬調制風扇的佔空比發送到-風扇速度控制器對該風扇的速度進行控制。 進-步地’所賴扇速度控财法還包括步驟：觸是Μ要繼續進 打風扇速度控制；若不需要繼續進行風扇速度控制，則結束流程，·若需要 1289251 ' 繼續進行風扇速度控制，則等待一段時間，然後返回步驟（b)。 • 其中，所述之中央處理器需要開始熱處理的最低溫度爲中央處理器的 出廠標準溫度值與一溫度值的差值，該溫度值爲1(rc。所述臨界温度爲 45。(：。 相較於習知技術，所述風扇速度控制系統及方法，透過軟體控制系統 風扇的速度，當中央處理器的負載持續增加時，加速風扇轉速，將熱敏二 極體的溫度保持在中央處理器的出廠標準溫度以下，另外，還考慮到系統 %^兄的溫度，提高了主機板的品質及系統工作的穩定性，並滿足了系統的 噪音要求。 ^ 【實施方式】 本發明以BTX (Balanced Technology Extended，可擴展平衡技術）主 機板爲例。 ' 如第一圖所示，係本發明風扇速度控制系統較佳實施例之架構圖。本 發明的硬體架構圖主要包括風扇1〇、風扇連接器2〇、轉速計3〇、SI/〇(Super

Input Output ’ 超輸入/輸出）40、BIOS (Basic Input Output System，基本輸 入輸出系統）50及散熱區60。 其中，風扇連接器20可以是四根連接線（4pin)的風扇連接器，也可 以是五根連接線的（5pin)風扇連接器。轉速計3〇透過風扇連接器2〇與風 扇10連接，該轉速計30用於記錄風扇的轉速。 • S 1/040用於偵測散熱區60的溫度，並將讀取到的溫度換算成溫度資 料’該SI/O40安裝有一風扇速度控制器41。所述散熱區6〇包括系統環境 散熱區61和CPU (Central processing unit，中央處理器）62。系統環境散 熱區61包括顯卡熱區和記憶體熱區。CPU62内裝有一熱敏二極體620，該 熱敏一極體620是CPU62的散熱中心元件。 BIOS50内安裝風扇速度控制系統51，該風扇速度控制系統51讀取 CPU62 6¾ 出廠標準溫度值乃，透過一 smi (System Management Interrupt， 系統管理中斷）介面讀取S 1/〇4〇所換算出的熱敏二極體62〇的溫度值乃和 系統環境散熱區61的溫度值^，並將&與CPU62需要開始熱處理的最低溫 度Γζ進行比對，所述η爲2；與一溫度值的差值，該溫度值的最佳值爲1(rc。 1289251

菖乃 時，脈兔^周制風扇1〇的佔空 · A 散熱區6丨的溫度值（與—臨界溫度％進行比對°，=:，將系統環境 度Γ。爲45。〇當r >45°c時，脈實詷生丨门爸，、只也例中所述之臨界溫 0士 々a 、寬凋制風扇10的佔空比到100%;當r <45°c 日寸，保持脈寬調制風扇10的佔空比爲一 v f 〇田广 制裔41，用於控制風扇1〇的轉速。 衝制指把s I/04G内的變流11輸出電壓斬波成爲脈 =透過改，處衝的寬度、數t或者分佈酬，以改變輸出縣的數值和 頻率的控制方法嘴述佔空比指高低電平所占的時間的比率，佔空比越大， 電路開通時間就越長’脈寬調制風扇1G的轉速隨著佔空比社小成比例的 增大。 如第二圖所示，係本發明風扇速度控制系統較佳實施例之功能模組 圖。該風扇速度控制系統51包括一溫度讀取模組51Q、一比對模組512、 一處理模組514、一判斷模組516及一設置模組518。 溫度讀取模組510用於讀取CPU62的出廠標準溫度值κ，及讀取s 1/040所換算出的熱敏二極體62〇的溫度值^和系統環境散熱區61的溫度 值7；。所述2；與CPU62的類型有關，不同類型的cpu，其出廠標準溫度值 不同，一般而言，7；的允許範圍爲5(Tc至8(TC，誤差範圍爲2°C。所述之 7；包括顯卡熱區溫度和記憶體熱區溫度。 比對模組512用於比對r,與CPU62需要開始熱處理的最低溫度7；的大 小’所述之η爲7；與一溫度值的差值，該溫度值的最佳值爲HTc。比對模 組512還用於比對7；與一臨界溫度Γ。的大小，本實施例中所述之臨界溫度％ 爲45°C。當7；超出該臨界溫度rQ時，風扇10需要加速降溫。 處理模組514根據比對模組512所比對的結果，脈寬調制風扇10的佔 空比，具體而言，當時，脈寬調制風扇10的佔空比到100%;當Γ,^ΐ; 時，將7；與7； (45°C)進行比對；當7；>45°C時，脈寬調制風扇1〇的佔空 比到100%;當7fl<45°C時，保持脈寬調制風扇1〇的佔空比爲一百分比，該 百分比的最佳值爲40%。處理模組514將該佔空比傳送給風扇速度控制器 41用於控制風扇10的速度。 1289251 繼用於騎是否進行風4速度㈣。若用戶需要 速度控制’則等待—段_，重新讀料私。所述之 ==根據用戶需求由設置模組518設置，其爲每兩次風扇速度控 如第一圖所示’係風扇速度控制系統溫度隨電壓變化之趨勢圖。， ====崎瓣嫩⑽。e)㈣麟境散熱區 ^線性變化。當溫度雜fc+5。啦，如點“，脈寬調 羽的佔工比專於100%，風扇10開始全速運轉。

的中停轉’具體而言’當熱敏二歸620的溫度值《出CPU62 、® ^ '皿又^時’熱敏一極體620的溫度值&隨電壓呈線性變化。當 溫度達到最大值7；，如點6，作業系統會停止運作。 Α指風扇10從CPU62需要開始熱處理的最低溫度狄，熱敏二極體 620的溫度值τ;隨電壓呈線性變化。當熱敏二極體咖的溫度值&賴 CPU62的出廠標準溫度"，如點e，脈寬調制風扇的健比等於娜， 風扇10全速運轉。 ^熱敏二_62〇的溫度认㈣2的出廠鮮溫紅到最高溫度 的線性變化。當溫度達到CPU62的出廠標準溫度（時，如點d，風扇全 速轉動’脈寬調制風扇10的佔空比等於1⑻％。 如苐四圖所^縣發賴扇速紐射法健實闕之具體流程 圖。1·先’溫度m取減510讀取CPU62的溫度參量[，該溫度參針爲 CPU62的出廠標準溫度值’所述Γε與cpu62的類型有關，不同類型的cpu， 其出廠標準溫度值不同’CPU62的出廠標準溫度值[允許範圍爲％ 80°C，誤差範圍爲2°C (步驟S300)。 SI/O40,_熱敏二極體62G的溫度和系統環境散熱區&的溫度，並將 所述溫度換算成溫度資料，讀取模組51G透過SMI讀取s ⑽換 熱敏二極體62G的溫度值7；和系統環境散熱區61的溫度值所述$ 境散熱區61的溫度包脑卡熱區溫度和記，隨酿溫度（步驟咖 比對模組512將所換算出的[與CPU62需要開始熱處理的最低溫产1 進行比對，所述2；爲I；與-溫度值的差值，該溫度值的最佳值爲阶，即 1289251 r/=7；—i(rc (步驟 S302)。 右上述比對結果是Γ, >7；，則處理模組514按照第三圖中勾的線性關係 增加脈寬_風扇1G的佔空_觸％，之後進人步驟S3G7(步驟S3〇3)。 若上述比對結果是7^7；，則比賴組沿比對^與一臨界溫度r。的大 小，本實施例所述之臨界溫度7；爲45°C (步驟S304)。 若步驟S304比對的結果是，則處理模組514按照第三圖中马的 線性關係增加脈寬調制風扇1〇的佔空比到1〇〇%，之後進入步驟％ 驟 S305)。 若步驟S304比對的結果是，則處理模組514健脈寬調制風 扇ίο的佔空比爲-百分比，該百分比的最佳值爲4〇%，之後進入步驟s3〇7 (步驟 S306)。 處理模組5M將上述脈寬調制風扇1〇的佔空比傳送給風扇速度控制器 41用於控制風扇10的速度：，而時，風扇1〇會降低轉速 來降低風扇10所産生的噪音；當CPU62負載持續增加，所換算出的熱敏 :極體62〇的溫度值7；達到CPU62的溫度值厂時，風扇速度控制器^會加 ^風扇K)的轉速’使rd保持在[以下;當脈寬調制風扇1〇的伯空比爲ι〇〇% ，如第二圖所不的點a和點c，風扇1〇全速運轉（步驟幻〇7)。 j斷模組516判斷用戶是否繼續進行風扇i 〇的速度控制（步驟$迎）。 右用戶需要繼續進行風扇1〇的速度控制，則等待一段 在步驟S308中，若用戶不需要繼續進行風扇1〇的速度 風扇速度控制流程。 、…束 ^上所述僅為本發明之較佳實施_已，且已達廣泛之制功效 =未脫縣發明所揭示之精神下所完狀均㈣化絲飾 下述之申請專利範圍内。 〜匕各在 【圖式簡單說明】 第一圖係本發明風扇速度控制系統較佳實施例之架構圖。 第一圖係本發明風扇速度控制系統較佳實施例之功能模組圖。 11 1289251 第三圖係本發明風扇速度控制系統溫度隨電壓變化之趨勢圖。 第四圖係本發明風扇速度控制方法較佳實施例之具體流程圖。 【主要元件符號說明】 風扇 10 風扇連接器 20 轉速計 30 SI/0 40 BIOS 50 散熱區 60 風扇速度控制器 41 風扇速度控制系統 51 系統環境散熱區 61 CPU 62 熱敏二極體 620 溫度讀取模組 510 比對模組 512 處理模組 514 判斷模組 516 設置模組 518 12

Claims (1)

1289251 十、申請專利範圍： 一中央處mtn祕㈣域板風扇的速度，該主機板包栝 兮中央處理^輪出系統、—超輸人/輸出及一系統環境散熱區， 該中，，理_置-熱敏二極體，該超輸人/輸出内置—風扇速 該風扇速度控制系統包括： 昨 =度讀取模組，用於讀取中央處理器的綠標準溫度值，及讀取超 輸入/輸鱗齡出輸敏二鋪度餘纽環魏麵的溫度值； t對模、，且肖於比對所述所換算出的熱敏二極體的溫度值鱼中央處 :器熱處理的最低溫度值’及比對所述系統環境散熱區的 與一臨界溫度； 處理模組，用於根據所述比對結果脈寬調制所述風扇的佔空比，並 將該佔空比傳送給所賴扇速度控彻以控觀扇的速度。 2·如申請補細第丨斯述之風扇速度控織統，還包括··一判斷模 組’用於觸是f需要賴進行所賴顧速度控制。 3·如申凊專利細第1項所述之風扇速度控偏統，還包括：一設置模 組，用於設置每兩次風扇速度控制的時間間隔。 4·如申明專利範圍第1項所述之風扇速度控制系統，其中所述系統環境 散熱區的溫度包括顯卡熱區溫度和記憶體熱區溫度。 ^如申清專利細第1項所述之風扇速度控制系統，其中所述之中央處 理器需要開始熱處理的最低溫度針央處職的出廠鮮溫度值與一溫度 值的差值。 6·如申請專利細第5項所述之風扇速度控制祕，其巾所述之溫度值 爲 l(Tc。 7·如申請專利範圍第1項所述之風扇速度控制系統，其中所述之比對結 果包括： 若所述熱敏二極體的溫度值大於所述最低溫度值，則增加脈寬調制風 扇的佔空比到100〇/〇 ; 丘右所述熱敏二極體的溫度值小於等於所述最低溫度值，則比對系統環 境散熱區的溫度值與所述臨界溫度； 13 1289251 風扇熱區的溫度敍於所述臨界溫度，則增加脈寬調制 溫度i如45申r利範圍第1或7項所述之風扇速度控制系統，其中所述臨界 爲：申請專利範圍第7項所述之風扇速度控制系統，其中所述之百分比 如下^觀觀驗财法，藤控似敵風細速度，該方法包括 讀取該主機板上中央處理器的出廠標準溫度值； 和主===度換值算出的中央處理器熱敏二極體的溫度值 最低显度值與中央處理器需要開始熱處理的 扇的義溫度敍騎述魏溫纽，卿祕寬調制風 ^述紐二極_溫度值小於等於所述最低溫度值，概 兄政…、區的溫度值與一臨界溫度，並執行如下步驟之一. … 風扇㈣靡撕财㈣，卿加脈寬調制 調制度值小於等於所述臨界溫度，則保持脈寬 進行^脈寬調制風扇的佔空比發送到一風扇速度控制器對該風扇的速度 驟：U·如申請專利範圍第1〇項所述之風扇速度控制方法，該方法還包括步 判斷是否需要繼續進行風扇速度控制； 若需要繼續進行風扇速度控制，則等待一段時間，然後返回讀取熱敏 1289251 一極體的溫度值和系統環境散熱區的溫度值的步驟； 若不需要繼續進行風扇速度控制，則結束流程。 12·如申明專利範圍第Η項所述之風扇速度控制方法，其中所述之等待 時間指母兩久控制風扇速度的時間間隔，其可根據用戶實際需求來設定。 13. 如申請專利範圍第1〇項所述之風扇速度控制方法，其中所述之系統 環境散熱區的溫度包括顯卡熱區溫度和記憶體熱區溫度。 14. 如申請專利範圍第1〇項所述之風扇速度控制方法，其中所述之臨界 溫度爲45°C。 15. 如申請專利範圍第1〇項所述之風扇速度控制方法，其中所述之中央 .處理器需要開始熱處理的最低溫度爲中央處理器的出廠標準溫度值與一溫 度值的差值。 16·如申請專利範圍第15項所述之風扇速度控制方法，其中所述之溫度 值爲10°c。 17·如申請專利範圍第1〇項所述之風扇速度控制方法，其中所述之百分 比爲40%。

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