一种冗余风扇的控制系统及方法与流程

1.本发明涉及服务器风扇控制领域，尤其是涉及一种冗余风扇的控制系统及方法。


背景技术：

2.随着时代的发展，芯片的集成度已越来越高，也就意味着服务器工作时所散发出来的热量也越来越多，这就需要风扇来给服务器散热。目前，服务器风扇大多采用n+1的冗余设计来充分保障服务器的散热。服务器当中的风扇给人的第一印象就是很吵，并且风扇转速很快，又是采用散热冗余的设计这样容易造成服务器功耗的增加。
3.例如，hygon 5200系列采用四个风扇的设计，其中，冗余风扇只对最左侧的pcie(peripheral component interconnect express，高速串行计算机扩展总线标准)slot(插槽)上的设备进行散热。
4.现有技术中，风扇转速控制中，并不区分冗余风扇以及非冗余风扇，即冗余风扇以及非冗余风扇均采用相同转速控制策略，不管那个冗余风扇对应的pcie slot上的设备是否在位，冗余风扇均会与其他非冗余风扇一样采用相同转速控制策略，进行控制，但是这样就造成风扇散热的冗余以及服务器功耗的增加，不利于降低服务器冗余风扇的功耗。


技术实现要素：

5.本发明为了解决现有技术中存在的问题，创新提出了一种冗余风扇的控制系统及方法，有效解决由于现有技术造成服务器冗余风扇功耗高的问题，有效地降低了服务器冗余风扇的功耗。
6.本发明第一方面提供了一种冗余风扇的控制系统，包括：第一控制模块、切换模块、冗余风扇以及冗余风扇对应的插槽设备，其中，第一控制模块的第一在位信息输入端与冗余风扇对应插槽设备的在位信息输出端通信连接，所述第一控制模块的转速控制端通过切换模块与冗余风扇的转速控制输入端通信连接，所述第一控制模块的切换控制输出端与切换模块的切换控制输入端通信连接；所述第一控制模块用于获取冗余风扇对应的插槽设备的在位信息，并在冗余风扇对应的插槽设备在位时，通过切换模块与冗余风扇通信，生成用于控制冗余风扇转速的第一转速控制命令；在冗余风扇对应的插槽设备不在位时，通过切换模块与冗余风扇通信，生成用于控制冗余风扇转速的第二转速控制命令，其中，第一转速控制命令生成的冗余风扇的转速大于第二转速控制命令生成的冗余风扇的转速。
7.可选地，还包括第一温度采集模块以及第二控制模块，所述第一温度采集模块的在位信息输出端与第一控制模块的第二在位信息输入端通信连接，所述第一温度采集模块用于采集冗余风扇对应插槽设备的温度信息；所述第二控制模块的温度信息输入端与第一温度采集模块的温度信息输出端通信连接，所述第二控制模块的转速控制端与切换模块与冗余风扇通信连接。
8.进一步地，所述第一控制模块用于获取冗余风扇对应的插槽设备的在位信息以及第一温度采集模块的在位信息，在冗余风扇对应的插槽设备在位且第一温度采集模块不在
位时，通过切换模块与冗余风扇通信，生成用于控制冗余风扇转速的第一转速控制命令；在冗余风扇对应的插槽设备不在位时，通过切换模块与冗余风扇通信，生成用于控制冗余风扇转速的第二转速控制命令；在冗余风扇对应的插槽设备与第一温度采集模块均在位时，通过切换模块切换，由第二控制模块与冗余风扇通信连接，并由第二控制模块生成用于控制冗余风扇转速的第三转速控制命令，所述第三转速控制命令生成的冗余风扇的转速大于第二转速控制命令生成的冗余风扇的转速。
9.可选地，对于非冗余风扇，第二控制模块根据非冗余风扇对应待散热设备的第二温度采集模块的温度生成用于控制非冗余风扇转速的转速控制指令，并将生成的用于控制非冗余风扇转速的转速控制指令直接发送至非冗余风扇的转速控制输入端。
10.进一步地，对于冗余风扇的控制以及对于非冗余风扇的控制相互独立。
11.可选地，所述第一控制模块为可编程逻辑控制器。
12.可选地，所述第二控制模块为基板管理控制器。
13.本发明第二方面提供了一种冗余风扇的控制方法，基于本发明第一方面所述的一种冗余风扇的控制系统的基础上实现的，包括：
14.第一控制模块获取冗余风扇对应的插槽设备的在位信息，判断冗余风扇对应的插槽设备是否在位；
15.如果冗余风扇对应的插槽设备在位，通过切换模块与冗余风扇通信，生成用于控制冗余风扇转速的第一转速控制命令，并将生成的第一转速控制命令通过切换模块发送至冗余风扇；
16.如果冗余风扇对应的插槽设备不在位时，通过切换模块与冗余风扇通信，生成用于控制冗余风扇转速的第二转速控制命令，并将生成的第二转速控制命令通过切换模块发送至冗余风扇，其中，第一转速控制命令生成的冗余风扇的转速大于第二转速控制命令生成的冗余风扇的转速。
17.可选地，第一控制模块获取冗余风扇对应的插槽设备的在位信息之后，还包括：
18.获取第一温度采集模块的在位信息，判断冗余风扇对应的插槽设备以及第一温度采集模块是否在位；
19.如果在冗余风扇对应的插槽设备在位且第一温度采集模块不在位时，通过切换模块与冗余风扇通信，生成用于控制冗余风扇转速的第一转速控制命令；
20.如果冗余风扇对应的插槽设备不在位时，通过切换模块与冗余风扇通信，生成用于控制冗余风扇转速的第二转速控制命令；
21.如果冗余风扇对应的插槽设备与第一温度采集模块均在位时，控制切换模块进行切换，由第二控制模块与冗余风扇通信连接，并由第二控制模块生成用于控制冗余风扇转速的第三转速控制命令，所述第三转速控制命令生成的冗余风扇的转速大于第二转速控制命令生成的冗余风扇的转速。
22.可选地，还包括：
23.第二控制模块根据非冗余风扇对应待散热设备的第二温度采集模块的温度生成用于控制非冗余风扇转速的转速控制指令，并将生成的用于控制非冗余风扇转速的转速控制指令直接发送至非冗余风扇的转速控制输入端。
24.本发明采用的技术方案包括以下技术效果：
25.1、本发明在冗余风扇对应的插槽设备在位时，生成用于控制冗余风扇转速的第一转速控制命令；在冗余风扇对应的插槽设备不在位时，生成用于控制冗余风扇转速的第二转速控制命令，其中，第一转速控制命令生成的冗余风扇的转速大于第二转速控制命令生成的冗余风扇的转速，有效解决由于现有技术造成服务器冗余风扇功耗高的问题，有效地降低了服务器冗余风扇的功耗。
26.2、本发明技术方案中还包括第一温度采集模块以及第二控制模块，第一温度采集模块用于采集冗余风扇对应插槽设备的温度信息；在冗余风扇对应的插槽设备在位且第一温度采集模块不在位时，通过切换模块与冗余风扇通信，生成用于控制冗余风扇转速的第一转速控制命令；在冗余风扇对应的插槽设备与第一温度采集模块均在位时，通过切换模块切换，由第二控制模块与冗余风扇通信连接，并由第二控制模块生成用于控制冗余风扇转速的第三转速控制命令，所述第三转速控制命令生成的冗余风扇的转速大于第二转速控制命令生成的冗余风扇的转速，使得冗余风扇的转速控制，不仅考虑冗余风扇对应插槽设备的在位情况，还综合考虑了用于采集冗余风扇对应插槽设备温度信息的第一温度采集模块的在位情况，不仅降低冗余风扇的功耗，而且提高了冗余风扇转速控制的可靠性。
27.3、本发明技术方案中对于非冗余风扇，由第二控制模块根据非冗余风扇对应待散热设备的第二温度采集模块的温度生成用于控制非冗余风扇转速的转速控制指令，并将生成的用于控制非冗余风扇转速的转速控制指令直接发送至非冗余风扇的转速控制输入端，而且，对于冗余风扇的控制以及对于非冗余风扇的控制相互独立，使得冗余风扇以及非冗余风扇的控制互不干涉，互不影响。
28.应当理解的是以上的一般描述以及后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。
附图说明
29.为了更清楚说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单介绍，显而易见的，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
30.图1为现有技术中服务器冗余风扇的控制结构示意图；
31.图2为本发明方案中实施例一系统中的结构示意图；
32.图3为本发明方案中实施例二方法的流程示意图(一)；
33.图4为本发明方案中实施例三方法的流程示意图(二)；
34.图5为本发明方案中实施例四方法的流程示意图(四)。
具体实施方式
35.为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本发明进行详细阐述。下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。应当注意，在附图中所图示的部件不一定按比例绘制。本发明省略了对公知组件和处理技术及工艺的描述以避免不必要地限制本发明。
36.实施例一
37.如图2所示，本发明提供了一种冗余风扇的控制系统，包括：第一控制模块1、切换模块2、冗余风扇3以及冗余风扇3对应的插槽设备4，其中，第一控制模块1的第一在位信息输入端与冗余风扇3对应插槽设备4的在位信息输出端通信连接，第一控制模块1的转速控制端通过切换模块2与冗余风扇3的转速控制输入端通信连接，第一控制模块1的切换控制输出端与切换模块2的切换控制输入端通信连接；第一控制模块1用于获取冗余风扇3对应的插槽设备4的在位信息，并在冗余风扇3对应的插槽设备4在位时，通过切换模块2与冗余风扇3通信，生成用于控制冗余风扇3转速的第一转速控制命令；在冗余风扇3对应的插槽设备4不在位时，通过切换模块2与冗余风扇3通信，生成用于控制冗余风扇3转速的第二转速控制命令，其中，第一转速控制命令生成的冗余风扇3的转速大于第二转速控制命令生成的冗余风扇3的转速。
38.优选地，本发明实施例中的冗余风扇的控制系统还包括第一温度采集模块5以及第二控制模块6，第一温度采集模块5的在位信息输出端与第一控制模块1的第二在位信息输入端通信连接，第一温度采集模块5用于采集冗余风扇3对应插槽设备4的温度信息；第二控制模块6的温度信息输入端与第一温度采集模块5的温度信息输出端通信连接，第二控制模块6的转速控制端与切换模块4与冗余风扇3通信连接。
39.进一步地，第一控制模块1用于获取冗余风扇3对应的插槽设备4的在位信息以及第一温度采集模块5的在位信息，在冗余风扇3对应的插槽设备4在位且第一温度采集模块5不在位时，通过切换模块2与冗余风扇3通信，生成用于控制冗余风扇3转速的第一转速控制命令；在冗余风扇3对应的插槽设备4不在位时，通过切换模块2与冗余风扇3通信，生成用于控制冗余风扇3转速的第二转速控制命令；在冗余风扇3对应的插槽设备4与第一温度采集模块5均在位时，通过切换模块2切换，由第二控制模块6与冗余风扇3通信连接，并由第二控制模块6生成用于控制冗余风扇3转速的第三转速控制命令，第三转速控制命令生成的冗余风扇3的转速大于第二转速控制命令生成的冗余风扇3的转速。
40.其中，对于非冗余风扇7，第二控制模块6根据非冗余风扇7对应待散热设备8的第二温度采集模块9的温度生成用于控制非冗余风扇7转速的转速控制指令，并将生成的用于控制非冗余风扇7转速的转速控制指令直接发送至非冗余风扇7的转速控制输入端。
41.进一步地，对于冗余风扇3的控制以及对于非冗余风扇7的控制相互独立，以避免冗余风扇3的控制以及对于非冗余风扇7的控制相互影响。
42.具体地，第一控制模块1可以为可编程逻辑控制器，即cpld(complex programmable logic device，复杂可编程逻辑器件)。第二控制模块6可以为基板管理控制器，即bmc(baseboard management controller)。切换模块2可以采用switch芯片，其型号可以是sn74lvc1g3157dryr，这是一个二选一的switch芯片，可以通过sel信号(由第一控制模块1的切换控制输出端)的高低进行切换。
43.需要说明的是，本发明实施例中，第一转速控制命令生成的冗余风扇3的转速大于第二转速控制命令生成的冗余风扇3的转速，第三转速控制命令生成的冗余风扇3的转速大于第二转速控制命令生成的冗余风扇3的转速；即第一转速控制命令生成的冗余风扇3的转速、第三转速控制命令生成的冗余风扇3的转速均大于第二转速控制命令生成的冗余风扇3的转速，以保证在冗余风扇3对应插槽设备4不在位时的冗余风扇3的转速小于冗余风扇3对
应插槽设备4不在位时冗余风扇3的转速，已达到降低服务器冗余风扇功耗的目的。第一转速控制命令生成的冗余风扇3的转速与第三转速控制命令生成的冗余风扇3的转速之间的大小关系，本发明实施例不做限制，第一转速控制命令生成的冗余风扇3的转速可以大于第三转速控制命令生成的冗余风扇3的转速，也可以小于第三转速控制命令生成的冗余风扇3的转速，根据实际情况(第一温度采集模块采集的冗余风扇对应的插槽设备的温度)灵活调整即可，即当第一温度采集模块采集的冗余风扇对应的插槽设备的温度小于预设温度阈值时，第三转速控制命令生成的冗余风扇3的转速小于第一转速控制命令生成的冗余风扇3的转速；当第一温度采集模块采集的冗余风扇对应的插槽设备的温度大于预设温度阈值时，第三转速控制命令生成的冗余风扇3的转速大于第一转速控制命令生成的冗余风扇3的转速；为了提高冗余风扇3对应的插槽设备的散热可靠性，也可以设置为第三转速控制命令生成的冗余风扇3的转速小于或等于第一转速控制命令生成的冗余风扇3的转速。其中，第一转速控制命令、第二转速控制命令、第三转速控制命令均可以为pwm信号(pulse width modulation，脉冲宽度调制)。插槽设备4以及待散热设备8均为pcie插槽安装的pcie设备。
44.本发明在冗余风扇对应的插槽设备在位时，生成用于控制冗余风扇转速的第一转速控制命令；在冗余风扇对应的插槽设备不在位时，生成用于控制冗余风扇转速的第二转速控制命令，其中，第一转速控制命令生成的冗余风扇的转速大于第二转速控制命令生成的冗余风扇的转速，有效解决由于现有技术造成服务器冗余风扇功耗高的问题，有效地降低了服务器冗余风扇的功耗。
45.本发明技术方案中还包括第一温度采集模块以及第二控制模块，第一温度采集模块用于采集冗余风扇对应插槽设备的温度信息；在冗余风扇对应的插槽设备在位且第一温度采集模块不在位时，通过切换模块与冗余风扇通信，生成用于控制冗余风扇转速的第一转速控制命令；在冗余风扇对应的插槽设备与第一温度采集模块均在位时，通过切换模块切换，由第二控制模块与冗余风扇通信连接，并由第二控制模块生成用于控制冗余风扇转速的第三转速控制命令，所述第三转速控制命令生成的冗余风扇的转速大于第二转速控制命令生成的冗余风扇的转速，使得冗余风扇的转速控制，不仅考虑冗余风扇对应插槽设备的在位情况，还综合考虑了用于采集冗余风扇对应插槽设备温度信息的第一温度采集模块的在位情况，不仅降低冗余风扇的功耗，而且提高了冗余风扇转速控制的可靠性。
46.本发明技术方案中对于非冗余风扇，由第二控制模块根据非冗余风扇对应待散热设备的第二温度采集模块的温度生成用于控制非冗余风扇转速的转速控制指令，并将生成的用于控制非冗余风扇转速的转速控制指令直接发送至非冗余风扇的转速控制输入端，而且，对于冗余风扇的控制以及对于非冗余风扇的控制相互独立，使得冗余风扇以及非冗余风扇的控制互不干涉，互不影响。
47.实施例二
48.如图3所示，本发明技术方案还提供了一种冗余风扇的控制方法，基于实施例一中的一种冗余风扇的控制系统的基础上实现的，包括：
49.s1，第一控制模块获取冗余风扇对应的插槽设备的在位信息，判断冗余风扇对应的插槽设备是否在位；如果判断结果为是，则执行步骤s2；如果判断结果为否，则执行步骤s3；
50.s2，第一控制模块通过切换模块与冗余风扇通信，生成用于控制冗余风扇转速的
第一转速控制命令，并将生成的第一转速控制命令通过切换模块发送至冗余风扇；
51.s3，第一控制模块通过切换模块与冗余风扇通信，生成用于控制冗余风扇转速的第二转速控制命令，并将生成的第二转速控制命令通过切换模块发送至冗余风扇，其中，第一转速控制命令生成的冗余风扇的转速大于第二转速控制命令生成的冗余风扇的转速。
52.本发明在冗余风扇对应的插槽设备在位时，生成用于控制冗余风扇转速的第一转速控制命令；在冗余风扇对应的插槽设备不在位时，生成用于控制冗余风扇转速的第二转速控制命令，其中，第一转速控制命令生成的冗余风扇的转速大于第二转速控制命令生成的冗余风扇的转速，有效解决由于现有技术造成服务器冗余风扇功耗高的问题，有效地降低了服务器冗余风扇的功耗。
53.实施例三
54.如图4所示，本发明技术方案还提供了一种冗余风扇的控制方法，还包括：
55.s1，第一控制模块获取冗余风扇对应的插槽设备的在位信息，判断冗余风扇对应的插槽设备是否在位；如果判断结果为是，则执行步骤s2；如果判断结果为否，则执行步骤s3；
56.s2，获取第一温度采集模块的在位信息，判断第一温度采集模块是否在位；如果判断结果为是，则执行步骤s4；如果判断结果为否，则执行步骤s5；
57.s3，通过切换模块与冗余风扇通信，生成用于控制冗余风扇转速的第二转速控制命令，并将生成的第二转速控制命令通过切换模块发送至冗余风扇；
58.s4，控制切换模块进行切换，由第二控制模块与冗余风扇通信连接，并由第二控制模块生成用于控制冗余风扇转速的第三转速控制命令，所述第三转速控制命令生成的冗余风扇的转速大于第二转速控制命令生成的冗余风扇的转速；
59.s5，通过切换模块与冗余风扇通信，生成用于控制冗余风扇转速的第一转速控制命令，并将生成的第一转速控制命令通过切换模块发送至冗余风扇。
60.本发明技术方案中还包括第一温度采集模块以及第二控制模块，第一温度采集模块用于采集冗余风扇对应插槽设备的温度信息；在冗余风扇对应的插槽设备在位且第一温度采集模块不在位时，通过切换模块与冗余风扇通信，生成用于控制冗余风扇转速的第一转速控制命令；在冗余风扇对应的插槽设备与第一温度采集模块均在位时，通过切换模块切换，由第二控制模块与冗余风扇通信连接，并由第二控制模块生成用于控制冗余风扇转速的第三转速控制命令，所述第三转速控制命令生成的冗余风扇的转速大于第二转速控制命令生成的冗余风扇的转速，使得冗余风扇的转速控制，不仅考虑冗余风扇对应插槽设备的在位情况，还综合考虑了用于采集冗余风扇对应插槽设备温度信息的第一温度采集模块的在位情况，不仅降低冗余风扇的功耗，而且提高了冗余风扇转速控制的可靠性。
61.实施例四
62.如图5所示，本发明技术方案还提供了一种冗余风扇的控制方法，还包括：
63.s1，第一控制模块获取冗余风扇对应的插槽设备的在位信息，判断冗余风扇对应的插槽设备是否在位；如果判断结果为是，则执行步骤s2；如果判断结果为否，则执行步骤s3；
64.s2，获取第一温度采集模块的在位信息，判断第一温度采集模块是否在位；如果判断结果为是，则执行步骤s4；如果判断结果为否，则执行步骤s5；
65.s3，通过切换模块与冗余风扇通信，生成用于控制冗余风扇转速的第二转速控制命令；
66.s4，控制切换模块进行切换，由第二控制模块与冗余风扇通信连接，并由第二控制模块生成用于控制冗余风扇转速的第三转速控制命令，所述第三转速控制命令生成的冗余风扇的转速大于第二转速控制命令生成的冗余风扇的转速；
67.s5，通过切换模块与冗余风扇通信，生成用于控制冗余风扇转速的第一转速控制命令；
68.s6，第二控制模块根据非冗余风扇对应待散热设备的第二温度采集模块的温度生成用于控制非冗余风扇转速的转速控制指令，并将生成的用于控制非冗余风扇转速的转速控制指令直接发送至非冗余风扇的转速控制输入端。
69.本发明技术方案中对于非冗余风扇，由第二控制模块根据非冗余风扇对应待散热设备的第二温度采集模块的温度生成用于控制非冗余风扇转速的转速控制指令，并将生成的用于控制非冗余风扇转速的转速控制指令直接发送至非冗余风扇的转速控制输入端，而且，对于冗余风扇的控制以及对于非冗余风扇的控制相互独立，使得冗余风扇以及非冗余风扇的控制互不干涉，互不影响。
70.上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。