一种工业主板外置监控保护方法及其系统

文档序号:7020 发布日期:2021-09-17 浏览:35次 英文

一种工业主板外置监控保护方法及其系统

技术领域

本发明属于计算机

技术领域

,尤其涉及一种主板外置监控保护方法及其系统。

背景技术

工业控制主板应用广泛,需要适应宽温环境、恶劣环境、长时间高负荷工作等要求。主板温度过高会带来一系列问题,如导致死机、自动重启,引起CPU、周围元器件受损降低使用寿命,负载过大容易击穿电路等。目前,市面上的工业控制主板都不带有健康管理的功能。

目前,市面上的工业控制板的核心器件多是CPU和superio。CPU带有睿频功能,可以通过PROCHOT#信号控制。Superio的I2C接口可以访问主板的温度、电压等健康信息。

NCT6106D是可以监控主板温度、电源电压、风扇速度的芯片。

目前工业主板上的温度监控方案均采用CPU通过NCT6106D的LPC接口获取温度等监控信息,而LPC接口是目前NCT6106D的主要通信接口,而传统的监控方案占用了该接口,增加了通信负载。

传统的监控方案只对温度是否超过阈值进行比较,不能有效的动态调节CPU的温度。

发明内容

本发明的目的是提供一种工业主板外置监控保护方法及其系统,解决了通过动态调节CPU的睿频时间,从而调节CPU温度的技术问题。

为实现上述目的,本发明采用如下技术方案:

一种主板外置监控保护方法,包括外置监控保护装置获取工业控制主板的温度数据,设定温度数据的告警阈值和安全阈值;

当温度数据高于告警阈值时,外置监控保护装置输出低电平PROCHOT#信号,让工业控制主板上的CPU降频;

计时得到温度从告警阈值降低到安全阈值所需时间Tn,根据以下公式计算出低电平PROCHOT#信号的保持时间T的值:

T=(3×Tn+2×T(n-1)+T(n-2))÷6;

其中,Tn是当前计时温度从告警阈值降低到安全阈值所需时间,T(n-1)为倒数第一次计时温度从告警阈值降低到安全阈值所需时间,T(n-2)倒数第二次计时温度从告警阈值降低到安全阈值所需时间;

当温度降低到安全阈值时,根据保持时间T来延迟输出低电平PROCHOT#信号,延迟结束后,将PROCHOT#信号置位为高电平。

优选的,当温度数据升高时,此时T(n-2)<T(n-1)<Tn,保持时间T的值随温度变化缓慢增大;

当温度数据下降时,此时Tn<T(n-1)<T(n-2),保持时间T的值随温度变化缓慢减小。

优选的,所述PROCHOT#信号为CPU上的睿频功能控制接口。

优选的,外置监控保护装置通过I2C总线获取工业控制主板的温度数据。

优选的,外置监控保护装置通过工业控制主板上的NCT6106D芯片获取CPU的温度数据,外置监控保护装置与NCT6106D芯片之间通过I2C总线通信。

一种主板外置监控保护系统,包括外置监控保护装置、主板连接器和工业控制主板,外置监控保护装置包括电源模块和FPGA主控芯片及其外围电路,工业控制主板上设有NCT6106D芯片和CPU,FPGA主控芯片通过I2C总线与主板连接器通信,主板连接器通过I2C总线与NCT6106D芯片通信,NCT6106D芯片与CPU通信,电源模块为FPGA主控芯片及其外围电路供电,FPGA主控芯片通过一个IO口主板连接器上的PROCHOT#接口连接,主板连接器的PROCHOT#接口与CPU的PROCHOT#信号控制端口连接。

优选的,所述电源模块通过工业控制主板上的电源供电。

本发明所述的一种主板外置监控保护方法及其系统,解决了通过动态调节CPU的睿频时间,从而调节CPU温度的技术问题,本发明不占用NCT6106D芯片的LPC接口,采用NCT6106D芯片所空闲的I2C接口来读取温度数据,减小了通信负载,本发明采用外置监控保护,可靠性更高,延长主板使用寿命,本发明通过计算保持时间T的函数变化值,从而态调节CPU的睿频时间,对CPU的睿频控制更准确,延长了CPU的使用寿命。

附图说明

图1是本发明的系统框架图;

图2是本发明的主流程图。

具体实施方式

实施例1:

由图1-图2所示的一种主板外置监控保护方法,包括外置监控保护装置获取工业控制主板的温度数据,设定温度数据的告警阈值和安全阈值;

当温度数据高于告警阈值时,外置监控保护装置输出低电平PROCHOT#信号,让工业控制主板上的CPU降频;

计时得到温度从告警阈值降低到安全阈值所需时间Tn,根据以下公式计算出低电平PROCHOT#信号的保持时间T的值:

T=(3×Tn+2×T(n-1)+T(n-2))÷6;

其中,Tn是当前计时温度从告警阈值降低到安全阈值所需时间,T(n-1)为倒数第一次计时温度从告警阈值降低到安全阈值所需时间,T(n-2)倒数第二次计时温度从告警阈值降低到安全阈值所需时间;

当温度降低到安全阈值时,根据保持时间T来延迟输出低电平PROCHOT#信号,延迟结束后,将PROCHOT#信号置位为高电平。

优选的,当温度数据升高时,此时T(n-2)<T(n-1)<Tn,保持时间T的值随温度变化缓慢增大;

当温度数据下降时,此时Tn<T(n-1)<T(n-2),保持时间T的值随温度变化缓慢减小。

优选的,所述PROCHOT#信号为CPU上的睿频功能控制接口。

优选的,外置监控保护装置通过I2C总线获取工业控制主板的温度数据。

优选的,外置监控保护装置通过工业控制主板上的NCT6106D芯片获取CPU的温度数据,外置监控保护装置与NCT6106D芯片之间通过I2C总线通信。

本发明通过控制PROCHOT#信号的拉低时间来实现降低CPU频率,从而降低温度,本发明的PROCHOT#信号的拉低时间为动态时间,实现自动跟随温度调控的主板监控保护。

实施例2:

如图1-图2所示,实施例2所述的一种主板外置监控保护系统是与实施例1所述的一种主板外置监控保护方法配套的,包括外置监控保护装置、主板连接器和工业控制主板,外置监控保护装置包括电源模块和FPGA主控芯片及其外围电路,工业控制主板上设有NCT6106D芯片和CPU,FPGA主控芯片通过I2C总线与主板连接器通信,主板连接器通过I2C总线与NCT6106D芯片通信,NCT6106D芯片与CPU通信,电源模块为FPGA主控芯片及其外围电路供电,FPGA主控芯片通过一个IO口主板连接器上的PROCHOT#接口连接,主板连接器的PROCHOT#接口与CPU的PROCHOT#信号控制端口连接。

优选的,所述电源模块主板连接器连接工业控制板上的电源,并通过工业控制主板上的电源供电。

如图1所示,FPGA主控芯片及其外围电路构成了FPGA最小系统板,本实施例中,主板连接器为一个排插接口,包括VCC信号接口、GND信号接口、SCL信号接口、SDA信号接口和PROCHOT#信号接口,FPGA最小系统板的I2C接口连接SCL信号接口和SDA信号,电源模块连接VCC信号接口和GND信号接口。

本发明所述的一种主板外置监控保护方法及其系统,解决了通过动态调节CPU的睿频时间,从而调节CPU温度的技术问题,本发明不占用NCT6106D芯片的LPC接口,采用NCT6106D芯片所空闲的I2C接口来读取温度数据,减小了通信负载,本发明采用外置监控保护,可靠性更高,延长主板使用寿命,本发明通过计算保持时间T的函数变化值,从而态调节CPU的睿频时间,对CPU的睿频控制更准确,延长了CPU的使用寿命。

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