專利名稱：控制電子系統(tǒng)中的風(fēng)扇的系統(tǒng)和方法
控制電子系統(tǒng)中的風(fēng)扇的系統(tǒng)和方法
背景技術(shù)：
封入機箱內(nèi)的電子系統(tǒng)生成通常由風(fēng)扇耗散的熱，該風(fēng)扇將空氣經(jīng)過機箱中的通 風(fēng)口排出。如果散熱量例如由于風(fēng)扇的故障或者通風(fēng)口的阻塞而減少，則可能出現(xiàn)對系統(tǒng) 中的電子部件的損壞。


可以參照以下附圖更好地理解本公開內(nèi)容的許多方面。附圖中的部件未必按比例 繪制，而是著重于清楚地圖示本公開內(nèi)容的原理。圖1是根據(jù)如這里公開的控制風(fēng)扇的系統(tǒng)和方法的一個實施例的電子系統(tǒng)的透 視直觀圖。圖2是描述來自圖1的電子系統(tǒng)的氣流特性的曲線圖。圖3是包括來自圖1的風(fēng)扇和風(fēng)扇監(jiān)視器邏輯的框圖。圖4是圖示了來自圖1的風(fēng)扇監(jiān)視器邏輯的一個實施例的操作的流程圖。圖5是來自圖1的電子系統(tǒng)的硬件框圖。
具體實施例方式圖1是電子系統(tǒng)的透視直觀圖。電子系統(tǒng)100包括機箱110、風(fēng)扇120和一個或 者多個電子部件130。風(fēng)扇120包含于機箱110內(nèi)并且設(shè)置成沿著路徑140生成氣流，從 而空氣流過風(fēng)扇120、流經(jīng)部件130并且流出一個或者多個槽150或者孔160。因此，部件 130中積累的熱被耗散。特定電子系統(tǒng)100的設(shè)計作為部件130、槽150和孔160在機箱110內(nèi)的放置的 結(jié)果而產(chǎn)生對氣流的一定量的阻力(稱為反壓力或者阻抗)。風(fēng)扇120必須克服這一反壓力 以便移動空氣經(jīng)過電子系統(tǒng)100。當(dāng)灰塵和污垢聚集于電子系統(tǒng)100內(nèi)時或者當(dāng)電子系統(tǒng) 100放置于阻止空氣進(jìn)入或者退出槽150和孔160的位置(例如靠近墻壁放置)時反壓力增 加。反壓力的增加意味著風(fēng)扇120在相同速度下移動更少的空氣，或者(換而言之)必須旋 轉(zhuǎn)得更快以移動相同量的空氣。電子系統(tǒng)100也包括風(fēng)扇監(jiān)視器邏輯170，其監(jiān)視反壓力的增加并且如果反壓力 達(dá)到閾值則產(chǎn)生報警。(雖然邏輯170在圖1中駐留于風(fēng)扇120上，但是這僅是出于圖示的 目的，并且邏輯170可以在物理上位于系統(tǒng)100內(nèi)的任何地方。)風(fēng)扇監(jiān)視器邏輯170不直 接測量反壓力，而是結(jié)合關(guān)于電子系統(tǒng)100的特性尤其是關(guān)于經(jīng)過電子系統(tǒng)100的期望氣 流的先驗知識使用風(fēng)扇120的當(dāng)前狀態(tài)來間接確定反壓力。圖2是描述電子系統(tǒng)100的氣流特性的曲線圖。水平軸代表氣流速率(立方英尺 每分鐘)，而垂直軸代表電子系統(tǒng)100內(nèi)的反壓力。針對特定輸入電壓的風(fēng)扇曲線210繪制 在不同反壓力下由風(fēng)扇產(chǎn)生的氣流。在反壓力為零時產(chǎn)生最大氣流(曲線的右側(cè))，并且氣 流隨著反壓力的增加而減少，其中氣流在反壓力為某一量時為零(曲線的左側(cè))。風(fēng)扇曲線 210A描述特定風(fēng)扇在4. 2伏特的行為，以及風(fēng)扇曲線210B描述相同風(fēng)扇在4. 8伏特的行為。目標(biāo)氣流區(qū)220指示適合于電子系統(tǒng)100的冷卻需要的經(jīng)過電子系統(tǒng)100的氣流 的范圍。通常，系統(tǒng)設(shè)計者基于由電子系統(tǒng)100產(chǎn)生的熱計算適當(dāng)?shù)臍饬鞣秶?。另外，由?可以根據(jù)風(fēng)扇速度計算風(fēng)扇氣流，所以也可以按照風(fēng)扇速度Tmin至Tmax而不是按照氣流來 限定目標(biāo)氣流區(qū)220。在圖2中所示示例中，目標(biāo)氣流區(qū)220A在3700與4300之間(對于向 風(fēng)扇輸入4. 2V)。比在風(fēng)扇速度Tmin產(chǎn)生的氣流更少的氣流可以指示系統(tǒng)反壓力高于希望的或者風(fēng) 扇本身磨損，任一情況都造成溫度增加和部件故障的概率增加。因此，風(fēng)扇監(jiān)視器邏輯170 檢測風(fēng)扇速度何時低于Tmin并且生成報警。風(fēng)扇監(jiān)視器邏輯170的一些實施例在表或者其它數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中存儲風(fēng)扇速度閾值 Tmin和/或1~_。如上所述，每個風(fēng)扇速度閾值與風(fēng)扇控制輸入值(例如電壓)相關(guān)聯(lián)。在一 些實施例中，使用多個表，每個風(fēng)扇控制輸入值有一個表(例如3. 5V表、4. OV表、4. 2V表、 5. OV表等)。在其它實施例中，用于多個風(fēng)扇控制輸入值的風(fēng)扇速度閾值全都存儲于相同表 中，其中該表的具體部分與每個風(fēng)扇控制輸入值關(guān)聯(lián)(例如，第一條目指示用于3. 5V的閾 值、第二條目指示用于4. OV的閾值等)。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，風(fēng)扇速度閾值可以 存儲于任何形式的非易失性儲存器(包括諸如硬盤等的輔助存儲機構(gòu))中?？梢杂酶鞣N方式填充風(fēng)扇速度閾值表。在電子系統(tǒng)100的一些實施例中，(例如在 制造之后)測試具體樣式(make)/型號的電子系統(tǒng)100以針對電子系統(tǒng)100的冷卻需要確 定適當(dāng)?shù)娘L(fēng)扇速度閾值，然后用這些閾值填充該樣式/型號的每個實例。也就是說，閾值是 產(chǎn)品特有的、而不是個體系統(tǒng)所特有的。在其它實施例中，用針對系統(tǒng)的特定實例而定制的值填充風(fēng)扇速度閾值表。在這 些實施例中的一些實施例中，通過監(jiān)視系統(tǒng)的行為以產(chǎn)生歷史來獲知這些定制值。例如，可 以假設(shè)系統(tǒng)的冷卻在從工廠裝運時處于峰值效率，因而風(fēng)扇監(jiān)視器邏輯170可以在前N個 引導(dǎo)周期期間或者在前M個操作小時內(nèi)在各個電壓下記錄風(fēng)扇速度。閾值可以確定為記錄 的風(fēng)扇速度的平均值，并且用計算的閾值填充該表。一些現(xiàn)有電子系統(tǒng)使用不同種類的風(fēng)扇速度表，即將溫度觸發(fā)點與風(fēng)扇速度相關(guān) 的風(fēng)扇速度表如果溫度達(dá)到指定閾值，則將風(fēng)扇速度增加至在表中指定的值。在電子系統(tǒng) 100的一些實施例中，風(fēng)扇監(jiān)視器邏輯170使用的風(fēng)扇速度閾值Tmin和/或Tmax也存儲于風(fēng) 扇速度-溫度表中。圖3是包括來自圖1的風(fēng)扇120和風(fēng)扇監(jiān)視器邏輯170的框圖。風(fēng)扇控制器310 通過向風(fēng)扇120提供的驅(qū)動信號320的輸出來控制風(fēng)扇120的速度。在一些實施例中，驅(qū) 動信號320為可變DC電壓。在其它實施例中，單獨向風(fēng)扇120供應(yīng)DC電壓，并且DC電壓 由脈寬調(diào)制的驅(qū)動信號320調(diào)制。風(fēng)扇控制器310利用反饋回路，在反饋回路中，風(fēng)扇速度 信號330被用來調(diào)節(jié)驅(qū)動信號320。風(fēng)扇120因此具有控制風(fēng)扇速度350的可配置風(fēng)扇控制設(shè)置340。風(fēng)扇監(jiān)視器邏 輯170從風(fēng)扇控制器310獲得當(dāng)前風(fēng)扇控制設(shè)置340和當(dāng)前風(fēng)扇速度350。在一些實施例 中，風(fēng)扇控制設(shè)置340和/或風(fēng)扇速度350是通過風(fēng)扇控制器310內(nèi)的寄存器提供的數(shù)字 值。在這些實施例中的一些實施例中，風(fēng)扇監(jiān)視器邏輯170對風(fēng)扇控制設(shè)置340和/或風(fēng) 扇速度350的數(shù)字值進(jìn)行轉(zhuǎn)譯。例如，一些風(fēng)扇控制器使用8位寄存器來控制風(fēng)扇速度，其中零值表示OV (風(fēng)扇關(guān))并且OxFF值表示最大電壓如5. 0V。在這樣的情況下，風(fēng)扇監(jiān)視器 邏輯170可以從OxFF轉(zhuǎn)譯成5。作為另一示例，一些風(fēng)扇控制器提供報告在單次旋轉(zhuǎn)中的 時鐘周期數(shù)目的寄存器。在這樣的情況下，風(fēng)扇監(jiān)視器邏輯170可以通過將報告的時鐘周 期數(shù)目乘以60 X時鐘頻率來計算速度(例如轉(zhuǎn)數(shù)每分鐘)。風(fēng)扇監(jiān)視器邏輯170比較當(dāng)前風(fēng)扇速度350和與當(dāng)前風(fēng)扇控制設(shè)置340關(guān)聯(lián)的期 望范圍。如果風(fēng)扇速度超范圍，則風(fēng)扇監(jiān)視器邏輯170生成報警360。在一些實施例中，報 警360采用到駐留于電子系統(tǒng)100中的主處理器的中斷的形式。圖4是圖示了風(fēng)扇監(jiān)視器邏輯170的一個實施例的操作的流程圖。過程400始于 塊410，其中風(fēng)扇監(jiān)視器邏輯170獲得風(fēng)扇速度350的當(dāng)前值。在塊420，風(fēng)扇監(jiān)視器邏輯 170獲得風(fēng)扇控制設(shè)置340的當(dāng)前值。在過程400的另一變化(未示出)中，風(fēng)扇監(jiān)視器邏 輯170在塊420將風(fēng)扇控制設(shè)置成最大值(例如最大電壓、最小脈沖寬度等)而不是獲得當(dāng) 前風(fēng)扇控制值。這一變化具體地在最大輸入處測試風(fēng)扇速度，而不是使用碰巧發(fā)生的任何 風(fēng)扇輸入來測試風(fēng)扇速度。在塊430，風(fēng)扇監(jiān)視器邏輯170確定與當(dāng)前風(fēng)扇控制設(shè)置340關(guān)聯(lián)的風(fēng)扇速度閾 值(例如，通過在與風(fēng)扇控制設(shè)置340或者與轉(zhuǎn)譯的風(fēng)扇控制設(shè)置340關(guān)聯(lián)的表中查找該閾 值)。在塊440，風(fēng)扇監(jiān)視器邏輯170比較(在塊410獲得的)風(fēng)扇速度350與(在塊430獲 得的)閾值。風(fēng)扇監(jiān)視器邏輯170然后基于比較來生成報警如果風(fēng)扇速度350達(dá)到或者 超過閾值，則過程400完成；如果風(fēng)扇速度350在閾值以下，則在塊450生成報警，并且過程 400完成。過程400可以以獨立程序(例如診斷實用程序)實施或者實施為電子系統(tǒng)100的基 本輸入/輸出系統(tǒng)(BIOS)的部分?？梢灾芷谛缘?例如根據(jù)計時器滴答(timer tick)、在 安排的時間等)、在上電時或者在重置時執(zhí)行過程400。圖5是電子系統(tǒng)100的硬件框圖。電子系統(tǒng)100包括處理器510、存儲器520、風(fēng) 扇監(jiān)視器邏輯170和非易失性儲存器530。經(jīng)由總線540耦合這些部件。在這一示例實施 例中，(前文結(jié)合圖3和圖4描述的)風(fēng)扇速度閾值表550存儲于儲存器530中。非易失性 儲存器的示例包括例如硬盤、閃速RAM、閃速ROM、EEPROM等。從圖5中省略了本領(lǐng)域技術(shù) 人員已知的許多常規(guī)部件，這些部件對于解釋電子系統(tǒng)100的操作不是必須的?？梢砸攒浖?、硬件或者其組合實施風(fēng)扇監(jiān)視器邏輯170。在一些實施例中，以存儲 于存儲器520中并且由處理器510執(zhí)行的軟件實施邏輯170。在其它實施例中，以硬件實施 邏輯170，該硬件包括但不限于可編程邏輯器件(PLD)、可編程門陣列(PGA)、現(xiàn)場可編程門 陣列(FPGA)、專用集成電路(ASIC)、片上系統(tǒng)(SoC)和系統(tǒng)級封裝(SiP)。邏輯170可以包含于任何計算機可讀介質(zhì)中以供指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或者設(shè)備使 用或者結(jié)合指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或者設(shè)備使用。在本公開內(nèi)容的上下文中，“計算機可讀介 質(zhì)”可以是可以存儲程序以供指令執(zhí)行系統(tǒng)使用或者結(jié)合指令執(zhí)行系統(tǒng)使用的任何裝置。 計算機可讀介質(zhì)可以例如但不限于基于電子、磁、光學(xué)、電磁或者半導(dǎo)體技術(shù)。使用電子技 術(shù)的計算機可讀介質(zhì)的具體示例將包括(但不限于)以下隨機存取存儲器(RAM)；只讀存 儲器(ROM)；可擦除可編程只讀存儲器(EPR0M或者閃存)。使用磁技術(shù)的具體示例包括(但 不限于)便攜式計算機盤。使用光學(xué)技術(shù)的具體示例包括(但不限于)緊致盤只讀存儲器 (CD-ROM)。
這里的流程圖提供根據(jù)本公開內(nèi)容的實施例的風(fēng)扇監(jiān)視器邏輯170的操作示例。 可選地，這些圖可以視為描繪在風(fēng)扇監(jiān)視器邏輯170中實施的方法的示例的動作。在這些 圖中的塊代表過程、功能、模塊或者代碼部分，這些過程、功能、模塊或者代碼部分包括用于 實施過程中的邏輯功能或者步驟的一個或者多個可執(zhí)行指令。在本公開內(nèi)容的范圍內(nèi)也包 括替代實施方式。在這些替代實施方式中，可以以與示出或討論的順序不同的順序執(zhí)行功 能，包括基本上并行或者按照相反順序執(zhí)行功能，這取決于涉及到的功能。這里說明的軟件部件是被選擇為說明如何在系統(tǒng)和方法的一些實施例中的部件 之間分割功能的抽象概念以便對過程紋理抗混淆(anti-alias)。其它功能劃分也是可能 的，并且這些其它可能性意欲在本公開內(nèi)容的范圍內(nèi)。另外，就按照具體數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(例如陣 列、列表、標(biāo)志、指針、集合等)描述軟件部件來說，可以改為使用提供類似功能的其它數(shù)據(jù) 結(jié)構(gòu)。作為僅僅一個示例，特定實施方式可以使用鏈接列表而不是陣列。已經(jīng)出于說明和描述的目的給出了前文描述。其并不打算是窮盡的或者使本公開 內(nèi)容限于公開的精確形式。明顯修改或者變化鑒于上述教導(dǎo)是可能的。然而，選擇和描述 討論的實施方式以說明本公開內(nèi)容的原理及其實際應(yīng)用以由此使本領(lǐng)域普通技術(shù)人員能 夠在各種實施方式中以及以適合于設(shè)想的特定用途的各種修改利用本公開內(nèi)容。所有這樣 的修改和變化在本公開內(nèi)容的范圍內(nèi)，所述范圍由所附權(quán)利要求在按照它們被合理和合法 授權(quán)的寬度來解釋時確定。
權(quán)利要求
1.一種提供與電子系統(tǒng)中的風(fēng)扇關(guān)聯(lián)的報警的方法，所述方法包括 獲得所述風(fēng)扇的控制設(shè)置和所述風(fēng)扇的當(dāng)前速度；確定與所獲得的控制設(shè)置關(guān)聯(lián)的風(fēng)扇速度閾值； 比較所述風(fēng)扇速度閾值與所述當(dāng)前速度；并且 基于所述比較來生成報警。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述確定還包括確定每個與多個風(fēng)扇控制設(shè)置中的一個對應(yīng)風(fēng)扇控制設(shè)置關(guān)聯(lián)的多個風(fēng)扇速度閾值 中的哪個風(fēng)扇速度閾值與所獲得的控制設(shè)置關(guān)聯(lián)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括存儲每個與多個風(fēng)扇控制設(shè)置之一關(guān)聯(lián)的多個 風(fēng)扇速度閾值，其中所述確定還包括確定所述多個風(fēng)扇速度閾值中的哪個風(fēng)扇速度閾值與所獲得的控制設(shè)置關(guān)聯(lián)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括基于所述風(fēng)扇的操作來確定所述多個風(fēng)扇速度 閾值。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括 在多個風(fēng)扇控制設(shè)置下監(jiān)視風(fēng)扇速度；基于所述監(jiān)視，確定每個與所述多個風(fēng)扇控制設(shè)置中的一個對應(yīng)風(fēng)扇控制設(shè)置關(guān)聯(lián)的 多個風(fēng)扇速度閾值；并且存儲所述多個風(fēng)扇控制設(shè)置， 其中確定所述風(fēng)扇速度閾值還包括確定所述多個風(fēng)扇速度閾值中的哪個風(fēng)扇速度閾值與所獲得的控制設(shè)置關(guān)聯(lián)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述生成還包括 向所述電子系統(tǒng)的用戶通知風(fēng)扇速度閾值條件。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述生成還包括 記錄錯誤消息，所述錯誤消息報告所述風(fēng)扇速度閾值條件。
8.一種電子設(shè)備，包括 存儲器，其存儲程序代碼；以及處理器，所述處理器由所述程序代碼編碼成 獲得用于與所述電子設(shè)備關(guān)聯(lián)的風(fēng)扇的控制設(shè)置； 獲得所述風(fēng)扇的當(dāng)前速度； 確定與所獲得的控制設(shè)置關(guān)聯(lián)的風(fēng)扇速度閾值； 比較所述風(fēng)扇速度閾值與所述當(dāng)前速度；并且 基于所述比較來生成報警。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電子設(shè)備，其中所述控制設(shè)置還包括電壓控制設(shè)置。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電子設(shè)備，其中所述控制設(shè)置還包括脈寬調(diào)制(PWM)占空比設(shè)置。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電子設(shè)備，還包括非易失性儲存器，其中所述處理器由所述 程序代碼進(jìn)一步編碼成在多個風(fēng)扇控制設(shè)置下監(jiān)視風(fēng)扇速度；基于所述監(jiān)視，確定每個與所述多個風(fēng)扇控制設(shè)置中的一個對應(yīng)風(fēng)扇控制設(shè)置關(guān)聯(lián)的多個風(fēng)扇速度閾值；在所述非易失性儲存器中存儲所述多個風(fēng)扇控制設(shè)置；并且 確定所述多個風(fēng)扇速度閾值中的哪個風(fēng)扇速度閾值與所獲得的控制設(shè)置關(guān)聯(lián)。
12.一種監(jiān)視電子系統(tǒng)中的風(fēng)扇的方法，所述方法包括 獲得所述風(fēng)扇的可配置控制設(shè)置和所述風(fēng)扇的當(dāng)前速度； 從表中獲得與所獲得的可配置控制設(shè)置關(guān)聯(lián)的風(fēng)扇速度閾值； 比較所述風(fēng)扇速度閾值與所述當(dāng)前速度；并且基于所述比較來生成報警。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，還包括 用多個風(fēng)扇速度閾值填充所述表。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，還包括 在預(yù)定持續(xù)時間內(nèi)記錄多個電壓下的風(fēng)扇速度； 基于所記錄的風(fēng)扇速度選擇多個風(fēng)扇速度閾值；并且 用多個風(fēng)扇速度閾值填充所述表。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，還包括確定每個與多個風(fēng)扇控制設(shè)置中的一個對應(yīng)風(fēng)扇控制設(shè)置關(guān)聯(lián)的多個風(fēng)扇速度閾值 中的哪個風(fēng)扇速度閾值與所獲得的可配置控制設(shè)置關(guān)聯(lián)。
全文摘要
公開了控制電子系統(tǒng)中的風(fēng)扇的系統(tǒng)和方法。一種示例方法包括獲得風(fēng)扇的控制設(shè)置和風(fēng)扇的當(dāng)前速度。該示例方法還包括確定與獲得的控制設(shè)置關(guān)聯(lián)的風(fēng)扇速度閾值。該示例方法還包括比較風(fēng)扇速度閾值與當(dāng)前速度。該示例方法還包括基于比較來生成報警。
文檔編號G06F1/20GK102144198SQ200880130956
公開日2011年8月3日 申請日期2008年9月3日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月3日
發(fā)明者J·A·列夫, M·H·魯赫, M·S·特雷西, S·S·霍默 申請人:惠普開發(fā)有限公司