TWI465873B - 風扇轉速控制裝置及方法 - Google Patents

Description

風扇轉速控制裝置及方法

本發明涉及一種電腦系統中之風扇轉速控制裝置及方法，尤其係關於一種伺服器開機時之風扇轉速控制裝置及方法。

目前伺服器（Server）平臺通常使用集成基板管理控制器（Integrated Baseboard Management Controller，簡稱IBMC晶片）來對伺服器之系統狀態進行偵測，並且對伺服器之系統風扇進行控制。IBMC晶片透過偵測伺服器之系統溫度來調節風扇之脈衝寬度調製（Pulse Width Modulation，PWM）訊號，從而達到控制系統風扇轉速之目的。於伺服器系統使用過程中，當插上電源載入到IBMC晶片上，使IBMC晶片正常開始工作時常常需要幾十秒之時間，例如20秒左右時間。若於該段時間內按下開機按鈕進行開機動作，由於此時IBMC晶片未正常工作，故風扇會全速轉動。對於此時之伺服器系統，由於剛剛開機，系統風扇無需全速轉動來提供散熱。系統風扇全速轉動對電能會造成一定浪費，同時有可能產生過大之電流對伺服器系統造成一定之衝擊。此外，系統風扇全速轉動也會產生較大不必要之雜訊污染，不利於節能與環保。

鑒於以上內容，有必要提供一種風扇轉速控制裝置及方法，用於解決於伺服器開機時由於風扇轉速過快造成之電能浪費及雜訊污染問題。

所述之風扇轉速控制裝置包括IBMC晶片、訊號發生器、訊號緩衝器及訊號切換器，該IBMC晶片包括GPIO管腳及訊號輸出埠。所述之IBMC晶片用於IBMC晶片透過檢測GPIO管腳之狀態值來判斷IBMC晶片是否開始正常工作時，當IBMC晶片未正常開始工作時，IBMC晶片產生一導通訊號開啟訊號發生器，及根據該導通訊號控制訊號切換器切換到訊號緩衝器上。所述之訊號發生器用於產生第一PWM訊號，並透過訊號緩衝器將第一PWM訊號傳送至訊號切換器。所述之IBMC晶片還用於當IBMC晶片開始正常工作時，產生一關閉訊號來關閉訊號發生器，根據該關閉訊號將訊號切換器切換到IBMC晶片上，及產生第二PWM訊號並將該第二PWM訊號透過訊號輸出埠傳送至訊號切換器。所述之訊號切換器用於根據第一PWM訊號或者第二PWM訊號來控制風扇之轉速。

所述之風扇轉速控制方法包括步驟：（a）IBMC晶片產生一導通訊號開啟訊號發生器，並根據該導通訊號控制訊號切換器切換到訊號緩衝器上；（b）訊號發生器產生第一PWM訊號，並透過訊號緩衝器將第一PWM訊號傳送至訊號切換器；（c）訊號切換器根據第一PWM訊號來控制風扇之轉速；（d）透過檢測GPIO管腳之狀態值來判斷IBMC晶片是否開始正常工作時；（e）當IBMC晶片未正常開始工作時，繼續執行步驟（b）至（d）；（f）當IBMC晶片開始正常工作時，IBMC晶片產生一關閉訊號來關閉訊號發生器，並根據該關閉訊號將訊號切換器切換到IBMC晶片上；（g）IBMC晶片產生第二PWM訊號並將該第二PWM訊號透過訊號輸出埠傳送至訊號切換器；（h）訊號切換器根據第二PWM訊號來控制風扇之轉速。

相較於習知技術，本發明所述之風扇轉速控制裝置及方法，能夠於伺服器系統之IBMC晶片未正常工作時，由訊號發生器產生之PWM訊號對風扇之轉速進行控制，當IBMC晶片正常工作時，由IBMC晶片產生之PWM訊號對風扇之轉速進行控制，從而解決了於伺服器開機時由於風扇轉速過快造成電能浪費及雜訊污染問題。

如圖1所示，係本發明風扇轉速控制裝置1較佳實施例之架構圖。於本實施例中，該風扇轉速控制裝置1包括IBMC（Integrated Baseboard Management Controller，集成基板管理控制器）晶片11、訊號發生器12、訊號緩衝器13及訊號切換器14。該IBMC晶片11包括GPIO管腳（General Purpose I/O pin）110及訊號輸出埠112。其中，IBMC晶片11透過GPIO管腳110分別與訊號發生器12及訊號切換器14相連接，訊號發生器12透過訊號緩衝器13與訊號切換器14相連接，該訊號切換器14與風扇2相連接。

所述之風扇轉速控制裝置1能夠於IBMC晶片11未正常工作時，由訊號發生器12產生第一脈衝寬度調製（Pulse Width Modulation，PWM）訊號對風扇2之轉速進行控制，以及於IBMC晶片11正常工作時，由IBMC晶片11產生第二PWM訊號對風扇2之轉速進行控制，從而解決於伺服器開機時由於風扇2之轉速過快造成之電能浪費及雜訊污染問題。所述之第一PWM訊號係一種用於降低風扇轉速佔比之脈衝寬度調製訊號，例如具有50%風扇轉速佔比，風扇2於該第一PWM訊號下運轉，能夠降低風扇2之轉速。所述之第二PWM訊號係一種用於增加風扇轉速佔比之脈衝寬度調製訊號，例如具有100%風扇轉速佔比，風扇2於該第二PWM訊號下運轉，能夠提高風扇轉速。

所述之IBMC晶片11用於透過檢測GPIO管腳110之狀態值來判斷IBMC晶片11本身是否開始正常工作時。於本實施例中，當伺服器通電後至IBMC晶片11正常開始工作時之前，GPIO管腳110具有一低電平之默認狀態值（以數位訊號“0”表示），當IBMC晶片11開始正常工作時，GPIO管腳110之狀態值從低電平狀態值改變為高電平狀態值（以數位訊號“1”表示）。

所述之IBMC晶片11還用於當IBMC晶片11未正常開始工作時，根據GPIO管腳110之低電平狀態值產生一導通訊號開啟訊號發生器12，並根據該導通訊號控制訊號切換器14切換到訊號緩衝器13上。當IBMC晶片11開始正常工作時，IBMC晶片11根據GPIO管腳110之高電平狀態值產生一關閉訊號來關閉訊號發生器12，並根據該關閉訊號將訊號切換器14切換到IBMC晶片11上。

所述之IBMC晶片11還用於根據伺服器之系統溫度產生第二PWM訊號，並將該第二PWM訊號透過訊號輸出埠112傳送至訊號切換器14。

所述之訊號發生器12用於產生第一PWM訊號，並透過訊號緩衝器13將第一PWM訊號傳送至訊號切換器14。所述之訊號緩衝器13用於將第一PWM訊號進行訊號放大後發送訊號切換器14。

所述之訊號切換器14用於當IBMC晶片11未正常開始工作時，根據第一PWM訊號來控制風扇2之轉速，及當IBMC晶片11正常開始工作時，根據第二PWM訊號來控制風扇2之轉速。

如圖2所示，係本發明風扇轉速控制方法較佳實施例之流程圖。於本實施例中，該風扇轉速控制方法能夠於伺服器系統之IBMC晶片11未正常工作時，由訊號發生器12產生之PWM訊號對風扇2之轉速進行控制，當IBMC晶片11正常工作時，由IBMC晶片11產生之PWM訊號對風扇2之轉速進行控制，從而解決於伺服器開機時由於風扇2之轉速過快造成之電能浪費及雜訊污染問題。

步驟S201，使用者按下伺服器系統之電源按鈕對IBMC晶片11進行通電。通常，當伺服器通電後，大約需要20秒鐘之時間IBMC晶片11才能正常開始工作時。

步驟S202，IBMC晶片11根據GPIO管腳110之低電平狀態值產生一導通訊號開啟訊號發生器12，並根據該導通訊號控制訊號切換器14切換到訊號緩衝器13上。於本實施例中，當伺服器通電至IBMC晶片11正常開始工作時之前，IBMC晶片11之GPIO管腳110具有一低電平之默認狀態值，IBMC晶片11透過該默認狀態值產生一開啟訊號發生器12之導通訊號。

步驟S203，訊號發生器12產生第一PWM訊號，並透過訊號緩衝器13將第一PWM訊號放大後傳送至訊號切換器14。該第一PWM訊號係一種用於降低風扇轉速佔比之脈衝寬度調製訊號，例如具有50%風扇轉速佔比，風扇2於該第一PWM訊號下運轉，能夠降低風扇2之轉速。

步驟S204，訊號切換器14根據第一PWM訊號來控制風扇2之轉速，使風扇2於伺服器開機過程中以較低之轉速為伺服器提供散熱，從而避免因風扇2之全速運轉造成之電能浪費及產生較大之雜訊污染。

步驟S205，IBMC晶片11透過檢測GPIO管腳110之狀態值來判斷IBMC晶片11是否開始正常工作時。於伺服器之開機過程中，當伺服器供電至IBMC晶片11正常開始工作時常常需要幾十秒時間，例如20秒左右之時間。當經過這段時間後，IBMC晶片11將GPIO管腳110之狀態值從低電平狀態值改變為高電平狀態值。本於本實施例中，IBMC晶片11檢測到GPIO管腳110之狀態值為高電平，則確定IBMC晶片11已經開始正常工作時。當IBMC晶片11未開始正常工作時，返回步驟S203；當IBMC晶片11開始正常工作時，執行步驟S206。

步驟S206，IBMC晶片11根據GPIO管腳110之高電平狀態值產生一關閉訊號來關閉訊號發生器12，並根據該關閉訊號將訊號切換器14切換到IBMC晶片11上。

步驟S207，IBMC晶片11根據伺服器之系統溫度產生第二PWM訊號，並將該第二PWM訊號透過訊號輸出埠112傳送至訊號切換器14。該第二PWM訊號係一種用於增加風扇轉速佔比之脈衝寬度調製訊號，例如具有100%風扇轉速佔比，風扇2於該轉速佔比之PWM訊號下運轉，能夠提高風扇轉速。

步驟S208，訊號切換器14根據該第二PWM訊號來控制風扇2之轉速，使風扇2於伺服器正常工作時過程中以較高之轉速為伺服器提供散熱。由於該第二PWM訊號係根據伺服器之系統溫度高低而產生，故風扇2根據該第二PWM訊號可因系統溫度之變化而自動調節轉速。

以上所述僅為本發明之較佳實施例而已，且已達廣泛之使用功效，凡其他未脫離本發明所揭示之精神下所完成之均等變化或修飾，均應包含於下述申請專利範圍內。

風扇轉速控制裝置 1

IBMC晶片 11

GPIO管腳 110

訊號輸出埠 112

訊號發生器 12

訊號緩衝器 13

訊號切換器 14

風扇 2

圖1係本發明風扇轉速控制裝置較佳實施例之架構圖。

圖2係本發明風扇轉速控制方法較佳實施例之流程圖。

風扇轉速控制裝置 1

IBMC晶片 11

GPIO管腳 110

訊號輸出埠 112

訊號發生器 12

訊號緩衝器 13

訊號切換器 14

風扇 2

Claims (10)

1. 一種風扇轉速控制裝置，包括IBMC晶片、訊號發生器、訊號緩衝器及訊號切換器，該IBMC晶片包括GPIO管腳及訊號輸出埠，其中：
   所述之IBMC晶片用於透過檢測GPIO管腳之狀態值來判斷IBMC晶片是否開始正常工作時，當IBMC晶片未正常開始工作時，產生一導通訊號開啟訊號發生器，及根據該導通訊號控制訊號切換器切換到訊號緩衝器上；
   所述之訊號發生器用於產生第一PWM訊號，並透過訊號緩衝器將第一PWM訊號傳送至訊號切換器；
   所述之IBMC晶片還用於當IBMC晶片開始正常工作時，產生一關閉訊號來關閉訊號發生器，根據該關閉訊號將訊號切換器切換到IBMC晶片上，及產生第二PWM訊號並將該第二PWM訊號透過訊號輸出埠傳送至訊號切換器；
   所述之訊號切換器用於根據第一PWM訊號或者第二PWM訊號來控制風扇之轉速。
2. 如申請專利範圍第1項所述之風扇轉速控制裝置，其中，所述之IBMC晶片根據GPIO管腳之低電平狀態值產生所述導通訊號，及根據GPIO管腳之高電平狀態值產生所述關閉訊號。
3. 如申請專利範圍第1項所述之風扇轉速控制裝置，其中，所述之訊號緩衝器用於將第一PWM訊號進行訊號放大後發送至訊號切換器。
4. 如申請專利範圍第1或3項所述之風扇轉速控制裝置，其中，所述之第一PWM訊號係一種用於降低風扇轉速佔比之脈衝寬度調製訊號。
5. 如申請專利範圍第1項所述之風扇轉速控制裝置，其中，所述之第二PWM訊號係一種用於增加風扇轉速佔比之脈衝寬度調製訊號。
6. 一種風扇轉速控制方法，利用IBMC晶片、訊號發生器、訊號緩衝器及訊號切換器對伺服器之風扇轉速進行控制，該IBMC晶片包括GPIO管腳及訊號輸出埠，該方法包括步驟：
   （a）IBMC晶片產生一導通訊號開啟訊號發生器，並根據該導通訊號控制訊號切換器切換到訊號緩衝器上；
   （b）訊號發生器產生第一PWM訊號，並透過訊號緩衝器將第一PWM訊號傳送至訊號切換器；
   （c）訊號切換器根據第一PWM訊號來控制風扇之轉速；
   （d）透過檢測GPIO管腳之狀態值來判斷IBMC晶片是否開始正常工作時；
   （e）當IBMC晶片未正常開始工作時，繼續執行步驟（b）至（d）；
   （f）當IBMC晶片開始正常工作時，IBMC晶片產生一關閉訊號來關閉訊號發生器，並根據該關閉訊號將訊號切換器切換到IBMC晶片上；
   （g）IBMC晶片產生第二PWM訊號並將該第二PWM訊號透過訊號輸出埠傳送至訊號切換器；
   （h）訊號切換器根據第二PWM訊號來控制風扇之轉速。
7. 如申請專利範圍第6項所述之風扇轉速控制方法，其中，所述之IBMC晶片根據GPIO管腳之低電平狀態值產生所述導通訊號，及根據GPIO管腳之高電平狀態值產生所述關閉訊號。
8. 如申請專利範圍第6項所述之風扇轉速控制方法，其中，所述之訊號緩衝器將第一PWM訊號進行訊號放大後發送至訊號切換器。
9. 如申請專利範圍第6或8項所述之風扇轉速控制方法，其中，所述之第一PWM訊號係一種用於降低風扇轉速佔比之脈衝寬度調製訊號。
10. 如申請專利範圍第6項所述之風扇轉速控制方法，其中，所述之第二PWM訊號係一種用於增加風扇轉速佔比之脈衝寬度調製訊號。