本发明涉及一种风扇板检测系统，尤其涉及一种usb接口可扩展风扇板测试板及使用方法。
背景技术：
服务器等计算机产品一般都采用集中散热方案，系统将风扇全部连接到一块风扇板上进行集中控制，以达到整机系统的散热需求。这种风扇板不能单独工作，需要连接到整机上或者使用模拟整机的控制电路板，才能正常工作，而整机又较为昂贵，因此，在风扇板的设计开发、调试或生产测试中一般通过风扇板测试板来进行检测，以确保产品的质量和效果。
现有技术中单一的风扇板测试板，只能针对接口固定的风扇板进行测试和使用，而不同的风扇板所要接入的风扇数量、led灯数量、控制gpio数量、i2c接口不同，因此，需要针对风扇板开发出不同的风扇板测试板进行测试，重复工作多、增加了使用成本。
技术实现要素：
本发明提供一种usb接口可扩展风扇板测试板及使用方法，用于解决现有使用的风扇板测试板通用性和扩展性较差的问题，通过设置和控制终端直接连接的usb接口方便进行使用，提高其通用性能；通过设置扩展端口和内部的模块便于进行检测数量上的扩展。
本发明通过以下技术方案予以实现：
一种usb接口可扩展风扇板测试板，包括基板，基板上安装风扇控制与转速监控模块、usb接口控制模块、风扇gpio模块、板内芯片供电模块、板内i2c切换控制模块，所述风扇控制与转速监控模块、风扇gpio模块、板内i2c切换控制模块分别与信号连接器端口连接，所述usb接口控制模块通过usb总线与usb口连接，usb接口控制模块通过i2c线与板内i2c切换控制模块连接，板内i2c切换控制模块通过i2c线分别和风扇控制与转速监控模块、风扇gpio模块连接；所述板内芯片供电模块输入端与usb接口连接，其输出端分别与扩展端口、风扇控制与转速监控模块、风扇gpio模块、板内i2c切换控制模块连接实现供电。
如上所述的一种usb接口可扩展风扇板测试板，所述板内i2c切换控制模块包括芯片pca9546a，芯片pca9546a的管脚a0、a1、a2均接在电阻r1与电阻r2的共接点上，电阻r1的另一端与5v的电源连接，电阻r2的另一端接地，电阻r2阻值为电阻r1阻值的2倍。
如上所述的一种usb接口可扩展风扇板测试板，所述风扇控制与转速监控模块、usb接口控制模块、风扇gpio模块、板内芯片供电模块分别由芯片w83795g、芯片ui051、芯片pca9555a、芯片、芯片tps79533构成。
如上所述的一种usb接口可扩展风扇板测试板，所述扩展端口通过互联总线与另一风扇板测试板连接，所述信号连接器端口通过信号线缆与外部的风扇板连接。
如上任一所述的一种usb接口可扩展风扇板测试板使用方法，包括以下步骤：
搭建测试系统，将风扇板测试板通过usb数据线、信号连接器端口分别与控制终端、风扇板连接；
通过控制终端，对安装在风扇板上的散热系统进行测试：
当需要调速或者读取转速时候，控制终端通过usb端口向usb接口控制模块发送命令，usb接口控制模块将命令通过i2c_m总线传递给板内i2c切换控制模块，板内i2c切换控制模块根据指令打开i2c_2通路，将命令传递给到风扇控制与转速监控模块，通过风扇控制与转速监控模块寄存器的读写实现风扇调速或转速读取；
风扇gpio模块向usb接口控制模块发送命令，usb接口控制模块将命令通过i2c_m总线传递给板内i2c切换控制模块，板内i2c切换控制模块根据指令打开i2c_2通路，通过对风扇gpio模块寄存器的读写，实现gpio的输入或输出；
当需要读取风扇板上i2c器件时，控制终端通过向usb接口控制模块发送命令发送命令，usb接口控制模块发送命令将命令通过i2c_m总线传递给板内i2c切换控制模块，板内i2c切换控制模块根据指令打开i2c_0或者i2c_1通路，实现对风扇板上i2c器件的读写。
如上所述的一种usb接口可扩展风扇板测试板使用方法，所述板内i2c切换控制模块包括芯片pca9546a，芯片pca9546a的管脚a0、a1、a2均接在电阻r1与电阻r2的共接点上，电阻r1的另一端与5v的电源连接，电阻r2的另一端接地，电阻r2阻值为电阻r1阻值的2倍。
如上所述的一种usb接口可扩展风扇板测试板使用方法，其特征在于，所述风扇控制与转速监控模块、usb接口控制模块、风扇gpio模块、板内芯片供电模块分别由芯片w83795g、芯片ui051、芯片pca9555a、芯片、芯片tps79533构成。
进一步的，如上所述的一种usb接口可扩展风扇板测试板使用方法，所述芯片pca9546a通过电阻r1和r2分压，将5v分压为3.3v传送到pca9546a芯片的3个地址管脚，当5v_usb存在时，地址管脚输入3.3v，为高电平111；当5v不存在时，地址管脚通过r2接地，输入为低电平000。
更进一步的，如上所述的一种usb接口可扩展风扇板测试板使用方法，所述扩展端口通过互联总线与另一风扇板测试板连接形成两级的扩展使用，设有usb端口的风扇板测试板连接有usb端口提供的5v电源，地址为111；另一风扇板测试板连接有扩展端口提供的3.3v，地址就变为000，将两块风扇板测试板的地址实现自动转换。
与现有技术相比，本发明的优点是：
1、本发明可以代替高端服务器整机用于对风扇板的调试和检测。除此外，本发明具有较好的通用性能和扩展性能，能够应用于多种机种、不同类型的风扇板测试使用；同时通过usb接口具备即插即用功能，从而可以对风扇板实现高效、快速的调试和检测，有利于降低研发调试和产品的生产测试成本。
2、本发明的风扇板测试板主要包括usb转i2c功能、i2c切换功能、两级扩展功能、地址自动变更功能，通过这些功能实现在测试终端即插即用、隔离板内外i2c器件、灵活扩展适应不同信号需求的风扇、扩展使用时无需手动配置地址。
附图说明
为了更清楚地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一简单地介绍。
图1是本发明的拓扑结构图；
图2是图1中所述板内i2c切换控制模块的电气原理图；
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
其中，涉及的技术术语含义如下：
pwm是pulsewidthmodulation的英文缩写，中文含义为脉冲宽度调制；
gpio是generalpurposeinputoutput的英文缩写，中文含义为通用输入/输出端口；
led是lightemittingdiode的英文缩写，中文含义为发光二极管；
fantach是fantach的英文缩写，中文含义为转速监控。
如图1、图2所示，本实施例一种usb接口可扩展风扇板测试板，包括基板，基板上安装风扇控制与转速监控模块、usb接口控制模块、风扇gpio模块、板内芯片供电模块、板内i2c切换控制模块，风扇控制与转速监控模块、风扇gpio模块、板内i2c切换控制模块分别与信号连接器端口连接，usb接口控制模块通过usb总线与usb口连接，usb接口控制模块通过i2c线与板内i2c切换控制模块连接，板内i2c切换控制模块通过i2c线分别和风扇控制与转速监控模块、风扇gpio模块连接；板内芯片供电模块输入端与usb接口连接，其输出端分别与扩展端口、风扇控制与转速监控模块、风扇gpio模块、板内i2c切换控制模块连接实现供电。
具体而言，本实施例的板内i2c切换控制模块包括芯片pca9546a，芯片pca9546a的管脚a0、a1、a2均接在电阻r1与电阻r2的共接点上，电阻r1的另一端与5v的电源连接，电阻r2的另一端接地，电阻r2阻值为电阻r1阻值的2倍。所述风扇控制与转速监控模块、usb接口控制模块、风扇gpio模块、板内芯片供电模块分别由芯片w83795g、芯片ui051、芯片pca9555a、芯片、芯片tps79533构成。
由于服务器风扇板消耗的功率较大，加之本发明风扇板测试板采用了usb即插即用的控制端口连接测试终端，因此在风扇板测试板上不集成风扇板供电系统，使用外部独立的、安全可靠的供电系统为风扇板提供电力，以保证测试板以及控制终端的安全。
本发明的使用方法，通过usb端口与控制终端连接、使用风扇板控制端口与风扇板进行连接。
(1)、风扇控制与转速监控模块：用于控制风扇pwm与风扇转速信号读取，采用w83795g芯片提供8路pwm风扇调速信号，14路fantach风扇监控信号。
(2)、usb接口控制模块：使用ui051芯片，提供usb转i2c的功能。
(3)、风扇gpio模块：采用芯片pca9555a对外输出16组gpio。
(4)、板内芯片供电模块：使用tps79553芯片将usb端口或者dc电源引入的5v电转换为3.3v，为基板上的芯片供电。
(5)、板内i2c切换控制模块：采用pca9546芯片，通过对该芯片的读写，可以打开或者关闭连接该芯片的任意一组i2c链路。采用这种方式切换对外输出的i2c_0和i2c_1，可以隔离外部i2c期间与内部i2c器件的，避免外部i2c器件与测试板内部i2c器件地址冲突、信号干扰等。
(6)、扩展端口：包括一路i2c信号和3.3v供电引出，与另一个测试板直接对接，扩展后将支持更多信号输入需求的风扇板。
使用时，当需要调速或者读取转速时候，外部控制终端通过向usb端口向ui051芯片发送机命令，ui051芯片将命令通过i2c_m总线传递给pca9546a，pca9546a根据指令打开i2c_2通路，将命令传递给到w83795g，通过对w83795g寄存器的读写，实现出调速或者读取转速的功能。
当需要向风扇板传递或者读取gpio信号时候，如风扇在位信号、led控制信号，外部控制终端通过向usb端口向ui051芯片发送机命令，ui051芯片将命令通过i2c_m总线传递给pca9546a，pca9546a根据指令打开i2c_2通路，将命令传递给到pca9555a，通过对pca9555a寄存器的读写，实现gpio的输入和输出。
当需要读取风扇板上i2c器件时，如风扇上的cpld、eeprom等器件，外部控制终端通过向ui051芯片发送机命令，ui051芯片将命令通过i2c_m总线传递给pca9546a，pca9546a根据指令打开i2c_0或者i2c_0通路，实现对风扇板i2c器件的读写。
当两块风扇板测试板通过扩展端口连接，即进行两级扩展使用时，需要访问其中一块测试板，则直接通过i2c_m总线访问领对应风扇板测试板上的pca9546a芯片，该芯片地址与另一风扇板测试板所形成的地址不同。
如图2所示，pca9546a地址自动变更配置电路，通过电阻r1和r2分压，r1接电源，r2接地，将5v分压为3.3v，传送到pca9546a芯片的3个地址管脚a0、a1、a2中，当5v_usb存在时，地址管脚输入3.3v，为高电平111，当5v_usb不存在时为，地址管脚通过r2接地，输入为低电平000；扩展使用时候，只有风扇板测试板接入usb端口，可以从usb获取5v电，地址为111，而测试板b不接入usb端口，此时没有5v提供，地址就变为000，另一块风扇板测试板的地址就实现自动改变，避免冲突。
本发明未详尽描述的技术内容均为公知技术。