TWI748743B - 溫度控制方法、通訊系統與控制電路 - Google Patents

溫度控制方法、通訊系統與控制電路 Download PDF

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Abstract

一種溫度控制方法,適用於包含多個通訊晶片的通訊系統。溫度控制方法包含以下流程:計算每個通訊晶片的平均溫度;若多個通訊晶片中的第一晶片對應的第一旗標參數為預設數值,依據第一晶片的平均溫度調整第一晶片的第一傳輸速率;若第一晶片對應的第一旗標參數不為預設數值,依據多個通訊晶片中的第二晶片的平均溫度調整第一傳輸速率。

Description

溫度控制方法、通訊系統與控制電路
本揭示文件有關一種溫度控制方法,尤指一種適用於通訊系統的溫度控制方法。
隨著網路的普及化,無線基地台(又稱無線存取點)已廣泛分布於家庭與公司中。無線基地台通常透過機殼開口和風扇,以熱對流的方式降低其內部溫度。然而,隨著無線基地台的效能提升,傳統的硬體散熱系統需佔據更多的空間(例如安裝更多風扇)以增加散熱能力,不利於產品輕薄化。另外,當環境溫度偏高時,硬體散熱系統的散熱效率會顯著下降,因而增加無線基地台燒毀的風險。
本揭示文件提供一種溫度控制方法,適用於包含多個通訊晶片的通訊系統。溫度控制方法包含以下流程:計算每個通訊晶片的平均溫度;若多個通訊晶片中的第一晶片對應的第一旗標參數為預設數值,依據第一晶片的平均溫度調整第一晶片的第一傳輸速率;若第一晶片對應的第一旗標參數不為預設數值,依據多個通訊晶片中的第二晶片的平均溫度調整第一傳輸速率。
本揭示文件提供一種通訊系統,包含多個通訊晶片與控制電路。控制電路耦接於多個通訊晶片,且被設置為執行以下流程:計算每個通訊晶片的平均溫度;若多個通訊晶片中的第一晶片對應的第一旗標參數為預設數值,依據第一晶片的平均溫度調整第一晶片的第一傳輸速率;若第一晶片對應的第一旗標參數不為預設數值,依據多個通訊晶片中的第二晶片的平均溫度調整第一傳輸速率。
本揭示文件提供一種控制電路,其用於耦接多個通訊晶片以形成通訊系統,且被設置為執行以下流程:計算每個通訊晶片的平均溫度;若多個通訊晶片中的第一晶片對應的第一旗標參數為預設數值,依據第一晶片的平均溫度調整第一晶片的第一傳輸速率;若第一晶片對應的第一旗標參數不為預設數值,依據多個通訊晶片中的第二晶片的平均溫度調整第一傳輸速率。
上述多個實施例的優點之一,是能實時監控溫度,以在產品的效能和安全性上取得平衡。
上述多個實施例的另一優點,是提供不同於硬體散熱系統的額外軟體降溫手段。
以下將配合相關圖式來說明本揭示文件的實施例。在圖式中,相同的標號表示相同或類似的元件或方法流程。
第1圖為依據本揭示文件一實施例的通訊系統100簡化後的功能方塊圖。通訊系統100包含控制電路110和多個通訊晶片120a~120c,其中控制電路110耦接於通訊晶片120a~120c。在一些實施例中,通訊晶片120a~120c用於產生射頻(例如Wi-Fi)訊號,且各自可包含(但不限於)功率放大器、混頻器、濾波器和數位類比轉換器等等元件。在另一些實施例中,通訊晶片120a~120c用於耦接於天線10a~10c,且用於產生相同或不同頻段的射頻訊號,例如通訊晶片120a用於產生2.4GHz頻段的訊號,而通訊晶片120b~120c用於產生5GHz頻段的訊號。
控制電路110用於每隔固定時間(例如20秒)計算通訊晶片120a~120c每一者的平均溫度。控制電路110還用於依據通訊晶片120a~120c的平均溫度決定通訊晶片120a~120c有關射頻訊號的資料傳輸速率,以防止通訊晶片120a~120c過熱損毀。在一些實施例中,控制電路110自設置於通訊晶片120a~120c內部或周遭的溫度感測器(例如熱敏電阻)獲得通訊晶片120a~120c的溫度。為使圖面簡潔而易於說明,通訊系統100中的其他元件與連接關係並未繪示於第1圖中。
實作上,控制電路110可以用中央處理器(CPU)、數位訊號處理器(DSP)、現場可程式邏輯閘陣列(FPGA)或其他可程式化的邏輯電路來實現。
另外,第1圖中繪示的通訊晶片120a~120c的數量僅為了便於說明,而非用於限制本揭示文件的實際實施方式。在一些實施例中,通訊系統100中通訊晶片的數量可以依據實際設計需求而調整。
第2圖為依據本揭示文件一實施例的溫度控制方法200的流程圖。控制電路110可透過執行溫度控制方法200決定通訊晶片120a~120c的傳輸速率。在流程S202中,控制電路110計算通訊晶片120a~120c每一者於特定時間長度內(例如,20秒、40秒、60秒等)的平均溫度。接著,控制電路110會選擇通訊晶片120a~120c的其中之一作為流程S204~S214的目標。為便於理解,以下將以控制電路110選擇了通訊晶片120a作為目標的實施例來說明。
在流程S204中,控制電路110判斷通訊晶片120a對應的旗標參數是否為預設值(例如0)。若否,控制電路110會接著執行流程S206。若是,控制電路110會接著執行流程S208。在一些實施例中,控制電路110的記憶體電路(未繪示)儲存有分別對應於通訊晶片120a~120c的多個旗標參數,控制電路110利用這些旗標參數表示通訊晶片120a~120c周遭其他通訊晶片的溫度狀態。例如,對應於通訊晶片120a的旗標參數用於表示其周遭的通訊晶片120b或120c的溫度狀態。又例如,對應於通訊晶片120b的旗標參數用於表示其周遭的通訊晶片120a或120c的溫度狀態,依此類推。
在流程S206中,控制電路110會依據通訊系統100中其他通訊晶片120b或120c的溫度狀態調整通訊晶片120a的傳輸速率。例如,當通訊晶片120b或120c的溫度過高,控制電路110會調降通訊晶片120a的傳輸速率。又例如,當通訊晶片120b或120c的溫度皆恢復至正常範圍,控制電路110會將通訊晶片120a的傳輸速率重置為未調降狀態。在一些實施例中,未調降狀態代表控制電路110沒有對通訊晶片120a施以任何速率限制手段。
於流程S208中,控制電路110判斷通訊晶片120a的傳輸速率是否為未調降狀態。若通訊晶片120a的傳輸速率為已調降狀態,則控制電路110會接著執行流程S210。若通訊晶片120a的傳輸速率為未調降狀態,則控制電路110會接著執行流程S212。
在流程S210中,控制電路110會綜合性地依據通訊晶片120a的平均溫度以及其傳輸速率與多個速率閾值的比較結果,調整通訊晶片120a的傳輸速率。例如,當通訊晶片120a的平均溫度低於一第一溫度閾值,控制電路110可以提升通訊晶片120a的傳輸速率。又例如,當通訊晶片120a的平均溫度高於第一溫度閾值,且通訊晶片120a的傳輸速率已被調降至低於某些速率閾值,則控制電路110可以依據這些速率閾值對應地選擇禁能通訊晶片120a或採取其他合適的降溫手段。在一些實施例中,第一溫度閾值是通訊晶片120a~120c各自的工作溫度上限。
於流程S212中,控制電路110判斷通訊晶片120a的平均溫度是否不高於第一溫度閾值。若否,控制電路110會接著執行流程S214。若是,控制電路110會接著執行流程S216。
於流程S214中,控制電路110會調降通訊晶片120a的傳輸速率。
在一些實施例中,當控制電路110於流程S212判斷通訊晶片120a的平均溫度高於第一溫度閾值時,控制電路110會記錄通訊晶片120a的傳輸速率。在一些實施例中,控制電路110每次調降傳輸速率的幅度,會等於記錄下的傳輸速率的固定比例(例如10%)。
於流程S216中,控制電路110會判斷是否已針對通訊晶片120a~120c中的每一者執行流程S204~S214。若否,則控制電路110可以選擇通訊晶片120a~120c中的另一者(例如通訊晶片120b)作為目標,並接著執行流程S204。若是,則控制電路110可以結束執行方法200,或自流程S202重新執行方法200以多次監控通訊晶片120a~120c的溫度。另外,當流程S206、S210與S214結束時,控制電路110也會執行流程S216。
第3圖是用於進一步說明第2圖的流程S206的流程圖。在一些實施例中,流程S206包含流程S302~S308。於流程S302中,控制電路110判斷通訊晶片102a對應的旗標參數是否為一第一數值(例如1),其中第一數值代表通訊晶片102a周遭的通訊晶片120b或120c的平均溫度過高。若是,控制電路110會執行流程S304以調降通訊晶片120a的傳輸速率,以藉由降低通訊晶片120a的溫度協助降低通訊晶片120b或120c的溫度。
若通訊晶片102a對應的旗標參數不為第一數值,而為代表通訊晶片102a周遭的通訊晶片120b或120c的平均溫度正常的一第二數值(例如-1),控制電路110會執行流程S306以將通訊晶片120a的傳輸速率重置為未調降狀態。
在結束執行流程S304或S306後,控制電路110會執行流程S308以將通訊晶片102a對應的旗標參數重置為預設數值。控制電路110可以在流程S308結束後接著執行第2圖的流程S216。
第4圖是用於進一步說明第2圖的流程S210的流程圖。在一些實施例中,流程S210包含流程S402~S414。在流程S402中,控制電路110判斷通訊晶片120a的平均溫度是否高於第一溫度閾值。若是,控制電路110會執行流程S404以調降通訊晶片120a的傳輸速率,並比較通訊晶片120a的傳輸速率與多個速率閾值,以依據比較結果選擇對通訊晶片120a的進一步降溫手段,例如關閉通訊晶片120a的訊號發射(Tx)功能及/或訊號接收(Rx)功能,或者調降通訊系統100中其他通訊晶片120b和120c的傳輸速率。
另一方面,若通訊晶片120a的平均溫度不高於第一溫度閾值,控制電路110會執行流程S406~S414以提升通訊晶片120a的傳輸速率。於流程S406中,控制電路110判斷是否已關閉通訊晶片120a的通訊功能。若是,則控制電路110會恢復通訊晶片120a的通訊功能。在一些實施例中,關閉通訊功能會使通訊晶片120a停止輸出/接收射頻訊號。
若通訊晶片120a的通訊功能未被關閉,則控制電路110會執行流程S410以判斷通訊晶片120a的平均溫度是否低於一第二溫度閾值,其中第一溫度閾值高於第二溫度閾值。若是,控制電路110會執行流程S412以將通訊晶片120a的傳輸速率重置為未調降狀態。接續流程S412,控制電路110會執行流程S414,以將通訊系統100中其他通訊晶片120b和120c對應的旗標參數設為第二數值,以提升通訊晶片120b和120c的傳輸速率。如此一來,當控制電路110選擇通訊晶片120b和120c作為溫度控制方法200的目標時,控制電路110會於第2圖的流程S206中提升通訊晶片120b和120c的傳輸速率。
另一方面,若通訊晶片120a的平均溫度不低於第二閾值(亦即介於第一溫度閾值和第二溫度閾值之間),則控制電路110可以接著執行第2圖中的流程S216。另外,在流程S404、S408和S414結束後,控制電路110也可以接著執行流程S216。
第5圖是用於進一步說明第4圖的流程S404的流程圖。在一些實施例中,流程S404包含流程S502~S512。在流程S502中,控制電路110判斷通訊晶片120a的傳輸速率是否已被限制至小於一速率下限值。若是,控制電路110會執行流程S504以切斷通訊晶片120a的全部或部分的通訊功能,例如訊號發射功能及/或訊號接收功能。若否,控制電路110接著執行流程S506。
在流程S506中,控制電路110會判斷通訊晶片120a的傳輸速率是否已被限制至小於一速率中間值,其中速率中間值大於速率下限值。在一些實施例中,當控制電路110於流程S212判斷通訊晶片120a的平均溫度高於第一溫度閾值時(即流程S212判斷結果為否),控制電路110會記錄通訊晶片120a的傳輸速率,並以記錄的傳輸速率的10%和50%分別作為速率下限值和速率中間值,但不以此為限。
若通訊晶片120a的傳輸速率小於速率中間值(亦即介於速率中間值與速率下限值之間),控制電路110會執行流程S508以將通訊系統100中其他通訊晶片120b和120c所對應的旗標參數設為第一數值。如此一來,當控制電路110選擇通訊晶片120b和120c作為溫度控制方法200的目標時,控制電路110會於第2圖的流程S206中降低通訊晶片120b和120c的傳輸速率,以協助降溫通訊晶片120a。
另一方面,若通訊晶片120a的傳輸速率不小於速率中間值,控制電路110會執行流程S510以判斷通訊晶片120a的傳輸速率是否等於速率中間值。若是,控制電路110會執行流程S512以執行以下的一或多個運作:斷開通訊晶片120a的多個射頻訊號輸出路徑中的一或多者;調降通訊晶片120a的電力輸入;以及調降通訊晶片120a的頻寬,但控制機制不以此為限。若否,控制電路110可以接著執行第2圖的流程S216。
另外,當流程S504和508結束時,控制電路110也可以接著執行第2圖的流程S216。
前述各流程圖中的流程執行順序,只是示範性的實施例,而非侷限本揭示文件的實際實施方式。在一些實施例中,第5圖的流程S510和S512可以省略,控制電路110會於判斷通訊晶片120a的傳輸速率不低於速率中間值後接著執行第2圖的流程S216。
綜上所述,通訊系統100與溫度控制方法200能達成對多個通訊晶片120a~120c的實時溫度監控,以在產品的效能和安全性上取得平衡。
另外,在一些實施例中,當通訊系統100中的硬體散熱系統(未繪示)無法阻止溫度上升時,溫度控制方法200能提供額外的降溫手段,因而可以降低通訊系統100過熱損毀的風險。
在說明書及申請專利範圍中使用了某些詞彙來指稱特定的元件。然而,所屬技術領域中具有通常知識者應可理解,同樣的元件可能會用不同的名詞來稱呼。說明書及申請專利範圍並不以名稱的差異做為區分元件的方式,而是以元件在功能上的差異來做為區分的基準。在說明書及申請專利範圍所提及的「包含」為開放式的用語,故應解釋成「包含但不限定於」。另外,「耦接」在此包含任何直接及間接的連接手段。因此,若文中描述第一元件耦接於第二元件,則代表第一元件可通過電性連接或無線傳輸、光學傳輸等信號連接方式而直接地連接於第二元件,或者通過其他元件或連接手段間接地電性或信號連接至該第二元件。
在此所使用的「及/或」的描述方式,包含所列舉的其中之一或多個項目的任意組合。另外,除非說明書中特別指明,否則任何單數格的用語都同時包含複數格的涵義。
以上僅為本揭示文件的較佳實施例,凡依本揭示文件請求項所做的均等變化與修飾,皆應屬本揭示文件的涵蓋範圍。
100:通訊系統 110:控制電路 120a~120c:通訊晶片 10a~10c:天線 200:溫度控制方法 S202~S216:流程 S302~S308:流程 S402~S414:流程 S502~S512:流程
第1圖為依據本揭示文件一實施例的通訊系統簡化後的功能方塊圖。 第2圖為依據本揭示文件一實施例的溫度控制方法的流程圖。 第3圖是用於進一步說明第2圖的流程S206的流程圖。 第4圖是用於進一步說明第2圖的流程S210的流程圖。 第5圖是用於進一步說明第4圖的流程S404的流程圖。
200:溫度控制方法
S202~S216:流程

Claims (8)

  1. 一種溫度控制方法,適用於包含多個通訊晶片的一通訊系統,該溫度控制方法包含:計算每個通訊晶片的一平均溫度;若該多個通訊晶片中的一第一晶片對應的一第一旗標參數為一預設數值,依據該第一晶片的該平均溫度調整該第一晶片的一第一傳輸速率,其中依據該第一晶片的該平均溫度調整該第一傳輸速率包含:若該第一傳輸速率為一未調降狀態,且若該第一晶片的該平均溫度高於一第一溫度閾值,調降該第一傳輸速率;以及若該第一傳輸速率已調降,依據該第一晶片的該平均溫度以及該第一傳輸速率與多個速率閾值的一比較結果調整該第一傳輸速率;以及若該第一晶片對應的該第一旗標參數不為該預設數值,依據該多個通訊晶片中的一第二晶片的該平均溫度調整該第一傳輸速率。
  2. 如請求項1所述之溫度控制方法,其中,依據該第一晶片的該平均溫度以及該比較結果調整該第一傳輸速率包含:若該第一晶片的該平均溫度高於該第一溫度閾值,調降該第一傳輸速率,且依據該比較結果關閉該第一晶片的一通訊功能或調降該第二晶片的一第二傳輸速率;以及 若該第一晶片的該平均溫度不高於該第一溫度閾值,提升該第一傳輸速率。
  3. 如請求項2所述之溫度控制方法,其中,依據該比較結果關閉該第一晶片的該通訊功能或調降該第二晶片的該第二傳輸速率包含:若該第一傳輸速率小於該多個速率閾值中的一速率下限值,關閉該第一晶片的該通訊功能;以及若該第一傳輸速率大於該速率下限值且小於該多個速率閾值中的一速率中間值,將該第二晶片對應的一第二旗標參數設為一第一數值以調降該第二傳輸速率。
  4. 如請求項2所述之溫度控制方法,其中,提升該第一傳輸速率包含:若該第一晶片的該平均溫度低於該第一溫度閾值,且若已關閉該第一晶片的該通訊功能,恢復該第一晶片的該通訊功能;以及若該第一晶片的該平均溫度低於一第二溫度閾值,將該第一傳輸速率設為該未調降狀態,且將該第二晶片對應的一第二旗標參數設為一第二數值以提昇該第二傳輸速率,其中該第一溫度閾值高於該第二溫度閾值。
  5. 如請求項1所述之溫度控制方法,其中,依據該第二晶片的該平均溫度調整該第一晶片的該第一傳輸 速率包含:若該第一旗標參數為代表該第二晶片的該平均溫度過高的一第一數值,調降該第一傳輸速率;若該第一旗標參數為代表該第二晶片的該平均溫度正常的一第二數值,將該第一傳輸速率重置為一未調降狀態;以及將該第一旗標參數設為該預設值。
  6. 一種通訊系統,包含:多個通訊晶片;以及一控制電路,耦接於該多個通訊晶片,且被設置為:計算每個通訊晶片的一平均溫度;若該多個通訊晶片中的一第一晶片對應的一第一旗標參數為一預設數值,依據該第一晶片的該平均溫度調整該第一晶片的一第一傳輸速率,其中當該控制電路依據該第一晶片的該平均溫度調整該第一傳輸速率時,該控制電路還被設置為:若該第一傳輸速率為一未調降狀態,且若該第一晶片的該平均溫度高於一第一溫度閾值,調降該第一傳輸速率;以及若該第一傳輸速率已調降,依據該第一晶片的該平均溫度以及該第一傳輸速率與多個速率閾值的一比較結果調整該第一傳輸速率;以及若該第一晶片對應的該第一旗標參數不為該預設數值, 依據該多個通訊晶片中的一第二晶片的該平均溫度調整該第一傳輸速率。
  7. 如請求項6所述之通訊系統,其中,當該控制電路依據該第二晶片的該平均溫度調整該第一傳輸速率時,該控制電路被設置為:若該第一旗標參數為代表該第二晶片的該平均溫度過高的一第一數值,調降該第一傳輸速率;若該第一旗標參數為代表該第二晶片的該平均溫度正常的一第二數值,將該第一傳輸速率重置為一未調降狀態;以及將該第一旗標參數設為該預設值。
  8. 一種控制電路,用於耦接多個通訊晶片以形成一通訊系統,且被設置為:計算每個通訊晶片的一平均溫度;若該多個通訊晶片中的一第一晶片對應的一第一旗標參數為一預設數值,依據該第一晶片的該平均溫度調整該第一晶片的一第一傳輸速率,其中當該控制電路依據該第一晶片的該平均溫度調整該第一傳輸速率時,該控制電路還被設置為:若該第一傳輸速率為一未調降狀態,且若該第一晶片的該平均溫度高於一第一溫度閾值,調降該第一傳輸速率;以及 若該第一傳輸速率已調降,依據該第一晶片的該平均溫度以及該第一傳輸速率與多個速率閾值的一比較結果調整該第一傳輸速率;以及若該第一晶片對應的該第一旗標參數不為該預設數值,依據該多個通訊晶片中的一第二晶片的該平均溫度調整該第一傳輸速率。
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