本發(fā)明專利技術(shù)提供一種風(fēng)扇轉(zhuǎn)速檢測裝置，應(yīng)用于計算機(jī)系統(tǒng)，包括信號生成單元、信號處理單元以及統(tǒng)計輸出單元，其中：信號生成單元，用于生成窄方波信號，其中窄方波信號的高電平寬度小于風(fēng)扇輸出的轉(zhuǎn)速脈沖信號寬度的1/5；信號處理單元，用于將窄方波信號與轉(zhuǎn)速脈沖信號進(jìn)行異或得到采樣輸出信號；統(tǒng)計輸出單元，用于統(tǒng)計預(yù)定時間內(nèi)采樣輸出信號的上升沿個數(shù)，并根據(jù)上升沿數(shù)量與風(fēng)扇轉(zhuǎn)速之間的對應(yīng)關(guān)系計算出風(fēng)扇轉(zhuǎn)速。本發(fā)明專利技術(shù)并不需要再像現(xiàn)有技術(shù)那樣引入專用的轉(zhuǎn)速檢測芯片，需要用到的邏輯器件資源也很少，本發(fā)明專利技術(shù)在硬件成本上的投入可以大幅度降低。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及散熱檢測與控制技術(shù)，尤其涉及一種風(fēng)扇速度檢測裝置。
技術(shù)介紹
在電子設(shè)備中，通常會使用風(fēng)扇進(jìn)行散熱。出于環(huán)保、節(jié)能以及降低噪音的要求，需要根據(jù)電子設(shè)備工作時的發(fā)熱大小對風(fēng)扇進(jìn)行調(diào)速，而讀出風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速是調(diào)速的前提。在電子設(shè)備中用到的風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速通常在1000RPM到8000RPM(轉(zhuǎn)/分鐘，Round per Minute)之間，現(xiàn)有技術(shù)通常利用專門芯片讀取風(fēng)扇轉(zhuǎn)速，或者利用CPLD消耗比較多的邏輯單元來讀取風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速。請參考圖1，現(xiàn)有技術(shù)中一種典型的實現(xiàn)方式包括風(fēng)扇轉(zhuǎn)速脈沖通過CPLD直接送給專門的轉(zhuǎn)速檢測芯片(如SUPER 10)，轉(zhuǎn)速檢測芯片計算出風(fēng)扇轉(zhuǎn)速后，將計算值放在 芯片的專門寄存器中，由CPU通過到轉(zhuǎn)速檢測芯片的特定接口讀取寄存器中的轉(zhuǎn)速值，經(jīng)過CPU的計算處理得出風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速。請參考圖2，現(xiàn)有技術(shù)中另一種典型實現(xiàn)方式包括用CPLD的25MHZ時鐘采樣風(fēng)扇送到CPLD的轉(zhuǎn)速脈沖信號，統(tǒng)計一個風(fēng)扇轉(zhuǎn)速高脈沖的采樣個數(shù)，從而大致計算出風(fēng)扇轉(zhuǎn)速脈沖的高電平寬度，再大致計算出風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速。這種方案需要在CPLD中分配一個寄存器用來保存上述采樣數(shù)，這個寄存器的位數(shù)由風(fēng)扇的最低轉(zhuǎn)速決定，風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速越低，則圖2中Tl就會越大，采樣個數(shù)就越多，因此需要的寄存器的位數(shù)越多。對于1000RPM的風(fēng)扇，需要的位數(shù)為10位。請參考圖2，通常風(fēng)扇轉(zhuǎn)動一圈會產(chǎn)生兩個上升沿，因此風(fēng)扇轉(zhuǎn)動一圈的時間TS通常等于4倍的Tl (上升沿的寬度)；而最終計算出來的風(fēng)扇轉(zhuǎn)速RPM=60/TS。進(jìn)一步來說，在這樣的方案中若遭遇到風(fēng)扇堵轉(zhuǎn)的情況，風(fēng)扇輸出的轉(zhuǎn)速脈沖會停止，輸出信號會固定在高電平或低電平，停在高電平時，Tl會無限大，CPLD計數(shù)器會溢出；停在低電平時Tl為零，CPLD的計數(shù)器為零，CPLD會誤認(rèn)為風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速無限高。所以用這種方法無法解決風(fēng)扇堵轉(zhuǎn)情況下的轉(zhuǎn)速檢測。
技術(shù)實現(xiàn)思路
有鑒于此，本專利技術(shù)提供一種風(fēng)扇轉(zhuǎn)速檢測裝置，應(yīng)用于計算機(jī)系統(tǒng)，包括信號生成單元、信號處理單元以及統(tǒng)計輸出單元，其中信號生成單兀，用于生成窄方波信號，其中窄方波信號的高電平寬度小于風(fēng)扇輸出的轉(zhuǎn)速脈沖信號寬度的1/5 ；信號處理單元，用于將窄方波信號與轉(zhuǎn)速脈沖信號進(jìn)行異或得到采樣輸出信號；統(tǒng)計輸出單元，用于統(tǒng)計預(yù)定時間內(nèi)采樣輸出信號的上升沿個數(shù)，并根據(jù)上升沿數(shù)量與風(fēng)扇轉(zhuǎn)速之間的對應(yīng)關(guān)系計算出風(fēng)扇轉(zhuǎn)速。優(yōu)選地，所述信號生成單元，進(jìn)一步用于使用第一及第二方波信號異或生成所述窄方波信號，其中該第一及第二方波信號的周期相同，所述窄方波信號的周期為第一及第二方波信號周期的一半。優(yōu)選地，所述信號生成單元，進(jìn)一步用于使用預(yù)定的周期參考方波通過相移生成第一方波信號，并將第一方波信號進(jìn)行相移生成第二方波信號。優(yōu)選地，所述預(yù)定時間是所述窄方波信號的周期。優(yōu)選地，所述統(tǒng)計輸出單元進(jìn)一步用于在計算出風(fēng)扇轉(zhuǎn)速為預(yù)定的數(shù)值時，確定風(fēng)扇當(dāng)前狀態(tài)為堵轉(zhuǎn)。優(yōu)選地，所述窄方波信號的高電平寬度小于1ms。優(yōu)選地，所述窄方波信號的高電平寬度為計算機(jī)系統(tǒng)提供的參考時鐘的周期或者該參考時鐘周期的整數(shù)倍。 本專利技術(shù)并不需要再像現(xiàn)有技術(shù)那樣引入專用的轉(zhuǎn)速檢測芯片，需要用到的邏輯器件資源也很少，本專利技術(shù)在硬件成本上的投入可以大幅度降低。附圖說明圖I是本專利技術(shù)現(xiàn)有技術(shù)風(fēng)扇轉(zhuǎn)速檢測的硬件架構(gòu)圖。圖2是本專利技術(shù)現(xiàn)有技術(shù)風(fēng)扇轉(zhuǎn)速檢測的信號示意圖。圖3是本專利技術(shù)風(fēng)扇轉(zhuǎn)速檢測的硬件架構(gòu)圖。圖4是本專利技術(shù)風(fēng)扇轉(zhuǎn)速裝置的邏輯結(jié)構(gòu)圖。圖5是本專利技術(shù)風(fēng)扇轉(zhuǎn)速檢測的所有信號示意圖。圖6是本專利技術(shù)風(fēng)扇轉(zhuǎn)速檢測的部分信號示意圖。具體實施例方式本專利技術(shù)使用成本更低效果更佳的技術(shù)來實現(xiàn)風(fēng)扇速度的檢測。請參考圖3以及圖4，本專利技術(shù)提供一種風(fēng)扇轉(zhuǎn)速檢測裝置，該裝置包括信號生成單元、信號處理單元以及統(tǒng)計輸出單元。在優(yōu)選的實施方式中，從實現(xiàn)上來說，該風(fēng)扇轉(zhuǎn)速檢測裝置采用可編程的邏輯器件實現(xiàn)，由于本專利技術(shù)采用了更為簡潔有效的邏輯設(shè)計，因此可編程的邏輯器件可以是用CPLD來實現(xiàn)，當(dāng)然被專利技術(shù)并不排除FPGA等其他實現(xiàn)方式。請進(jìn)一步參考圖5，在本實施方式中假設(shè)高電平有效，以下描述風(fēng)扇轉(zhuǎn)速檢測裝置實現(xiàn)風(fēng)扇轉(zhuǎn)速檢測的。步驟101，信號生成單元首先獲取參考方波信號Fl ;在優(yōu)選的實施方式中Fl的頻率為1HZ，本專利技術(shù)并不具體限定Fl的周期，只是由于IHZ信號一來容易獲取，比如通過參考時鐘信號進(jìn)行頻率處理獲得，二來在計算示例上比較簡單。步驟102，信號生成單元將Fl信號相移獲得F2信號，并將F2信號相移獲得F3信號；其中兩次相移方向一致。在優(yōu)選的方式中，兩次相移的寬度也是一致的，比如說40ns(對于應(yīng)到25MHZ的參考時鐘)，相移的寬度大小并無非常嚴(yán)格的限制，但通常是小于Ims的，一般建議使用ns量級的相移寬度。步驟103，信號生成單元將F2與F3異或生成IHZ的窄方波信號F4，其中F4信號的脈沖寬度為生成F3信號時F2信號的相移寬度。在優(yōu)選的方式中，F(xiàn)4信號的脈沖寬度為40ns或者40ns的整數(shù)倍(大于等于2)，其寬度通常小于參考方波信號寬度1/1000。步驟104，信號處理單元將信號F4與風(fēng)扇輸出的脈沖信號F5進(jìn)行異或得到采樣輸出信號F6。步驟105，信號統(tǒng)計單元統(tǒng)計預(yù)定時間T內(nèi)該采樣輸出信號F6的上升沿個數(shù)M，并根據(jù)預(yù)定的算法獲得風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速。在本專利技術(shù)中，窄方波信號F4是一個高電平寬度比較小的信號，如前所述通常是ns級別的，也就是說在信號F4 —個周期內(nèi)，大部分電平是低電平。異或這一算法的規(guī)律是I與一個數(shù)值異或之后，該數(shù)值改變；而O與一個數(shù)值異或的結(jié)果還是該數(shù)值。由于O與任何信號異或的結(jié)果都不變，比如說O與I異或的結(jié)果還是1，O與O異或的結(jié)果還是O。正因如此，請參考圖5，F(xiàn)4與F5異或之后形成了 F6，相對于F5而言，F(xiàn)6的改變僅僅發(fā)生在F4為高電平的時候。相對于現(xiàn)有技術(shù)在預(yù)定時間內(nèi)統(tǒng)計F5的上升沿個數(shù)，本專利技術(shù)統(tǒng)計被F4異或后的F5，也就是F6的上升沿個數(shù)。在F4的一個周期內(nèi)，F(xiàn)5通常會有很多個上升沿，而每個上升沿的寬度會遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于F4，F(xiàn)4周期內(nèi)只有初始的高電平才會改變F5，因此F5的第一個上升沿可能會被F4所改變，而且F4的高電平寬度(也就是脈沖寬度)通常小于F5的高電平寬度的1/5，乃至更小，比如1/50。請參考圖6 (也可以參考圖5)所示的情形，預(yù)定時間T (也就是一個統(tǒng)計周期)假 設(shè)為Fl的半個周期，F(xiàn)5的上升沿個數(shù)為3個，但F6的上升沿個數(shù)為4個，有I個誤差。然而圖6僅僅是示例性，在實際產(chǎn)品中，F(xiàn)5的上升沿個數(shù)多達(dá)幾十個，乃至上百個。此時一個上升沿統(tǒng)計的誤差從比例上來講是非常小的；而且不是什么情況下都存在誤差的。假設(shè)F5上升沿個數(shù)為67，F(xiàn)6上升沿個數(shù)為68，風(fēng)扇轉(zhuǎn)動一圈輸出的上升沿個數(shù)為2個，假設(shè)統(tǒng)計周期為O. 5秒。此時根據(jù)F6的上升沿計算出來的風(fēng)扇轉(zhuǎn)速(單位為RPM) X=60*68/2/0. 5=4080，根據(jù)F5的上升沿計算出來的風(fēng)扇轉(zhuǎn)速Y=60*67/2/0. 5=4020 ；X=L 015Υ。也就是說實際上計算出來的風(fēng)扇轉(zhuǎn)速誤差僅僅為I. 5%。對于上層對散熱的控制來說，這樣的誤差幾乎是沒有影響的。這個誤差隨著風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速變化而相應(yīng)變化，風(fēng)扇轉(zhuǎn)速越大，誤差越小，總體上來說誤差可以控制在2%左右，一般不超過5%。雖然本專利技術(shù)的風(fēng)扇轉(zhuǎn)速檢測可能本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點】
一種風(fēng)扇轉(zhuǎn)速檢測裝置，應(yīng)用于計算機(jī)系統(tǒng)，包括信號生成單元、信號處理單元以及統(tǒng)計輸出單元，其特征在于：信號生成單元，用于生成窄方波信號，其中窄方波信號的高電平寬度小于風(fēng)扇輸出的轉(zhuǎn)速脈沖信號寬度的1/5；信號處理單元，用于將窄方波信號與轉(zhuǎn)速脈沖信號進(jìn)行異或得到采樣輸出信號；統(tǒng)計輸出單元，用于統(tǒng)計預(yù)定時間內(nèi)采樣輸出信號的上升沿個數(shù)，并根據(jù)上升沿數(shù)量與風(fēng)扇轉(zhuǎn)速之間的對應(yīng)關(guān)系計算出風(fēng)扇轉(zhuǎn)速。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：蔣玉峰，梁紅偉，黃金海，陳清海，陳瑩，
申請(專利權(quán))人：浙江宇視科技有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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