一种风扇板风扇转速控制方法及装置与流程

本专利涉及无独立CPU系统的风扇板的转速控制技术，特别涉及一种风扇板风扇转速控制方法及装置。

背景技术：

风扇单元作为系统的散热降温部件，主要由风扇板，风扇灯板，风扇，风扇箱箱体和链接电缆构成。风扇板作为风扇单元的核心控制部件，目前主要有如下三种控制管理方式：

第一种较为常见的控制管理方式为由风扇板本身统一提供控制和管理，其原理如图1(a)所示，这种风扇板具有自身的最小控制系统(CPU)。在自动模式下，其可根据子架单板环境温度自动调节转速。而在手动模式下，可通过网管设定风扇转速，并直接下发给风扇板，由风扇板直接进行转速调节。

第二种风扇控制管理方式较为少见和特殊。这种控制管理方式的风扇板自身不具有最小控制系统(CPU)，它的控制及管理主要由另一块单板(这里用风扇托管单板表示)来负责，其原理如图1(b)所示。因此，来自网管的命令并不是直接下发到风扇板上，而是由风扇托管类单板来接收，然后转发给相应的风扇单板进行调速。

第三种风扇控制方式，其相对于图1(b)中的第二种控制方式，增加了一块风扇托管单板并新增主备倒换模式下风扇板的控制项(这里的风扇托管单板具有二层倒换功能)，即该系统配置1+1保护模式(这种模式需要两块风扇托管单板，分别对应为主控板和备用板)。同一时刻，风扇的控制只能由状态为主的风扇托管单板控制。当两块风扇托管单板的主备状态发生变化 时，风扇板的控制权限也将变化，其原理如图2所示。

上述第三种控制方式引入了两个问题：

1、当主备风扇托管单板同时掉电时，风扇板处于托管状态，此时风扇板由于不受任何控制，风扇板默认全速转动，但功耗会瞬间变大。而实际需要的是风扇板在不受任何控制时的转速大小可通过某种方式去进行设置，从而最优的在温度控制和功耗间寻找一个最佳值。

2、主备风扇托管单板进行倒换时，由于涉及到二层MSTP协议(多生成树协议)的重新计算，风扇板在此过程中会有一定时间的托管，这期间风扇转速会瞬间发生巨大变化，这种巨大的变化对整个系统的性能增加了一定量的不确定影响因素。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是，提供一种风扇板风扇转速控制方法及装置，以解决无独立CPU系统的风扇板风扇转速无发自控制而导致风扇全速转动的问题。

为了解决上述技术问题，本发明公开了一种风扇板风扇转速控制方法，包括：

风扇正常工作过程中，风扇托管单板向置于风扇板上的控制模块实时传送心跳信号；

所述控制模块检测所述心跳信号异常时，所述控制模块控制风扇按照预设转速值进行旋转。

可选地，上述方法中，控制模块采用可擦除可编辑逻辑器EPLD实现。

可选地，所述控制模块控制风扇按照预设转速值进行旋转后，该方法还包括：

所述控制模块检测所述心跳信号恢复正常时，所述控制模块停止控制风扇旋转，由所述风扇托管单板控制风扇转速。

可选地，上述方法还包括：

风扇子架上电后，所述风扇托管单板未完全启动前，所述控制模块控制风扇按照预设转速值进行旋转；

风扇托管单板启动正常后，所述控制模块停止控制风扇旋转，由所述风扇托管单板控制风扇转速。

本发明还公开了一种风扇板风扇转速控制装置，除了包括风扇托管单板外，至少还包括置于风扇板上的控制模块，其中：

所述风扇托管单板，在风扇正常工作过程中，向所述控制模块实时传送心跳信号；

所述控制模块，实时接收所述心跳信号，并在检测所述心跳信号异常时，控制风扇按照预设转速值进行旋转。

可选地，上述装置中，所述控制模块采用可擦除可编辑逻辑器EPLD实现。

可选地，上述装置中，所述控制模块，在控制风扇按照预设转速值进行旋转后，若检测所述心跳信号恢复正常，则停止控制风扇旋转，交由所述风扇托管单板控制风扇转速。

可选地，上述装置中，所述控制模块，在风扇子架上电后，所述风扇托管单板未完全启动前，控制风扇按照预设转速值进行旋转，并在所述风扇托管单板启动正常后，停止控制风扇旋转，交由所述风扇托管单板控制风扇转速。

本申请技术方案通过风扇自身EPLD，将风扇转速人为控制并选取最优的转速大小，解决了无独立CPU系统的风扇板在上电初始化过程中，由于其风扇转速无发自控制而导致风扇全速的问题，同时解决了风扇托管单板主备倒换过程中导致风扇转速瞬间发生大幅度变化的问题，并且在功耗、噪音、系统性能的稳定性等方面做到最优。

附图说明

图1是两种风扇控制管理方式示意图；

其中，图1(a)为具有最小系统CPU的风扇控制管理方式示意图；

图1(b)为不具有最小系统CPU的风扇控制管理方式示意图；

图2是现有第三咱风扇控制方式示意图；

图3是本实施例提供的风扇控制的设计框图；

图4是本实施例提供的风扇控制流程示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文将结合附图对本发明技术方案作进一步详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

实施例1

本实施例提供一种风扇板风扇转速控制方法，主要包括如下操作：

风扇正常工作过程中，风扇托管单板向置于风扇板上的控制模块实时传送心跳信号；

上述控制模块检测心跳信号异常时，控制模块即可控制风扇按照预设转速值进行旋转。

其中，预设转速值可通过实验得到。

实际应用中，上述控制模块可以采用EPLD等器件来实现。即在风扇板上引入自己独立的EPLD(Erasable Programmable Logic Device：可擦除可编辑逻辑器件，是一种集成电路，包括一系列的编程逻辑器件，其无需进行再次连接)，在网管上可进行升级下载操作，并可通过网管进行版本查询。

还要说明的是，控制模块控制风扇按照预设转速值进行旋转后，如果检测到心跳信号恢复正常，则控制模块会停止控制风扇旋转，交由风扇托管单板控制风扇转速。

另外，风扇子架上电后，风扇托管单板未完全启动前，控制模块也会控制风扇按照预设转速值(具体转速值可通过升级EPLD版本进行改变)进行旋转。相应地，当风扇托管单板启动正常后，控制模块停止控制风扇旋转，交由风扇托管单板控制风扇转速。

下面以图3所示原理框图说明上述方法的具体实现。

本实施例中的风扇板设计具有上下叠合在一起的两个风扇，因此，对于风扇托管单板需要对每个风扇对应有一个控制单元。此，其中有一块FPGA对应两个风扇中的一个，一块EPLD对应两个风扇中的另一个。而置于风扇板上的EPLD则可以通过心跳信号(即为图3中一组FAN IIC信号)来检测风扇托管单板的工作状态，一旦风扇托管单板异常导致风扇转速瞬间发生大幅度变化时，即可由置于风扇板上的EPLD来控制风扇转速。

另外，图3中的风扇转速控制结构中还要考虑到版本兼容设计，即版本兼容要求风扇版和风扇托管单板的新旧版本之间能够互插并且可以正常工作。

首先，新版本风扇板需要配合旧版本风扇托管单板。

例如，风扇板上的EPLD必须判定风扇托管单板的版本，以切换相应的工作模式。

新风扇板。在配置旧风扇托管单板情况下(以及未安装风扇托管单板情况下)，收不到IIC传来的新版本标示命令，因此处于兼容旧版工作模式。在此模式下，EPLD把风扇托管单板相应功能管脚直接连接到相应器件(到EEPROM的IIC口需另配模拟开关切换，模拟开关缺省由背板IIC连接EEPROM，EPLD收到新版本标示命令切换为EPLD控制)。

由于EPLD和EEPROM同时连接在背板IIC口上，EPLD需提供一个不同于EEPROM的IIC地址供通信。

风扇板在处于上电状况下，由EPLD提供PWM缺省转速输出(其他控制信号如前所述提供背板信号的透传)。之后有三种可能情况。

风扇托管单板、未配置风扇托管单板：风扇板一直维持上述工作方式；

b、配置了新风扇托管单板：新风扇托管单板上电完成配置后，使用IIC 发送版本标示，切换风扇板EPLD工作模式；

c、配置了旧风扇托管单板：风扇板上电后监听面板绿灯信号，用以判断旧风扇托管单板是否在位(注意新风扇托管单板逻辑不要使用该管脚点绿灯，以免出现混淆，建议由风扇板的EPLD自动闪烁绿灯)。如果检测到一定时间长度的闪烁信号，则认为老风扇托管单板在位，此时提供PWM信号直通。正常工作期间，也要检测此信号确认风扇托管单板在位，如果一段时间内检测不到闪烁信号，则认为风扇托管单板不在位，切断PWM信号直通，改为缺省PWM信号。

首次，新版本风扇板配合新版本的风扇托管单板。

新版本风扇托管单板启动后，通过风扇托管单板的N_ONLINE(板在位检测机制)检测到相应风扇板在位后，如果读取风扇类型判断是新风扇板，则通过IIC发送给风扇板EPLD版本命令。风扇板由该命令切换为配合新风扇托管单板的工作模式。

该工作模式下，风扇板通过IIC口和风扇托管单板通信，并控制风扇板上的风扇、EEPROM、测温芯片等。

最后，旧版本风扇配合新版本风扇托管单板。

新版本风扇托管单板启动后，通过风扇托管单板N_ONLINE检测到相应风扇板在位后，如果读取风扇类型判断是旧风扇板，则使用旧风扇板工作模式。即原有风扇托管单板的逻辑即可。此模式下，无缺省转速，原噪声问题无法解决。

下面结合图4说明风扇转速控制的具体过程，该过程包括如下操作：

步骤401、风扇托管单板上电过程中，风扇板未受风扇托管单板控制，这时由风扇板自身EPLD控制风扇转速大小(EPLD控制的风扇大小可通过升级EPLD版本来改变)。

步骤402、判断风扇托管单板是否正常启动，如果风扇托管单板可正常启动，进入步骤步骤403，如果风扇托管单板无法正常启动，风扇控制权始终由EPLD控制，并重复执行本步骤402；

步骤403，风扇控制权由EPLD交由风扇托管单板控制；

步骤404，风扇托管单板工作中，实时判断风扇托管单板的心跳信号是否正常，如果正常，由风扇托管单板控制风扇转速，并重复执行本步骤，如果不正常，则由EPLD控制风扇转速，并重复执行本步骤。

其中，风扇托管单板工作中，心跳信号异常的情况一般有如下几种：

风扇托管单板工作中，如需要进行主备倒换操作，在倒换瞬间，风扇托管单板的心跳信号即为异常，此时风扇控制交由EPLD控制，倒换结束，风扇控制改由风扇托管单板进行控制。

另外、风扇托管单板工作中，如软件处于跑死且看门狗未正常起效时，风扇托管单板的心跳信号即为异常，此时风扇控制由EPLD控制。

主备风扇托管单板进行倒换时，在MSTP重算的托管时间期间，风扇托管单板的心跳信号即为异常，此时风扇转速由该风扇板上EPLD控制。

子架控制板软件设计也应有心跳机制(当配合新风扇托管单板工作时)，当软件处于跑死且看门狗未正常起效时，此时风扇托管单板的心跳信号即为异常，硬件(可编程逻辑器件)电路应能自动切换为EPLD控制的缺省转速，即由EPLD按照预设转速值控制风扇旋转。

实施例2

本实施例提供一种风扇板风扇转速控制装置，至少包括风扇托管单板以及，置于风扇板上的控制模块。

其中：风扇托管单板，在风扇正常工作过程中，向控制模块实时传送心跳信号；

控制模块，实时接收风扇托管单板传送的心跳信号，并在检测到心跳信号异常时，控制风扇按照预设转速值进行旋转。

具体地，控制模块可以采用EPLD等器件实现，本实施例对此不作限制。

另外，控制模块，在控制风扇按照预设转速值进行旋转后，若检测到心跳信号恢复正常，则停止控制风扇旋转，交由风扇托管单板控制风扇转速。

控制模块，在风扇子架上电后，风扇托管单板未完全启动前，也会控制风扇按照预设转速值进行旋转，并在风扇托管单板启动正常后，停止控制风扇旋转，交由风扇托管单板控制风扇转速。

具体地，置于风扇板上的控制模块(例如EPLD)可以通过IIC(Inter-Integrated Circuit集成电路总线)串口，和风扇托管单板通信，以此接受风扇托管单板的配置，传回转速等信息。

控制模块还可以通过JTAG下载接口接收风扇托管单板升级逻辑操作。

连接风扇的PWM和FG(PWM和FG这里指风扇的检测和监控信号)信号，可以根据风扇托管单板配置，输出相应的PWM信号控制风扇转速。同时可以检测风扇转速供风扇托管单板读取。

风扇托管单板可以提供对风扇插箱面板的指示灯控制。

还可以提供对风扇板上的EEPROM(一种存储数据的芯片)，测温芯片的访问并将信息提供给风扇托管单板。

提供版本兼容信号，并进行版本兼容设计。

由于本实施例提供的装置可以实现上述实施例1的风扇转速控制方法，因此，对此装置的其他详细说明可参见上述实施例1的相应内容，在此不再赘述。

从上述实施例可以看出，采用本申请技术方案，在风扇托管单板软件跑死的情况、风扇托管单板主备发生倒换时以及风扇托管单板上电初始化和掉电等风扇托管单板异常的情况，均可以由风扇板上的控制模块控制风扇转速，从而解决了风扇转速瞬间发生大幅度变化的问题，并且在功耗、噪音、系统性能的稳定性等方面做到最优。

本领域普通技术人员可以理解上述方法中的全部或部分步骤可通过程序来指令相关硬件完成，所述程序可以存储于计算机可读存储介质中，如只读存储器、磁盘或光盘等。可选地，上述实施例的全部或部分步骤也可以使用一个或多个集成电路来实现。相应地，上述实施例中的各模块/单元可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。本申请不限制于任何特定形式的硬件和软件的结合。

以上所述，仅为本发明的较佳实例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。