CN109374155A - 一种网卡温度检测装置及检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种网卡温度检测装置，包括设置在网络控制芯片处检测芯片温度的温度传感器、温度检测比较单元、E‑FUSE芯片和电压调节器芯片，所述温度传感器的输出端与温度检测比较单元的输入端连接，温度检测比较单元的输出端与E‑FUSE芯片的控制端连接，E_FUSE芯片的电压输入端与网卡输入接口连接，E_FUSE芯片的电压输出端与电压调节器芯片的输入端连接，电压调节器芯片的输出端与网络控制芯片的电源端连接。还公开了一种检测方法，可以避免在服务器***风扇停转时，网络芯片因工作时产生的热量持续积累，造成网卡工作异常，甚至网卡芯片不可修复损坏的问题。

Description

一种网卡温度检测装置及检测方法

技术领域

本发明涉及***供电技术领域，尤其是一种网卡温度检测装置及检测方法。

背景技术

服务器作为互联网的关键设备，在互联网的信息接收、处理、转发过程中，发挥了重要作用。而网卡作为服务器与外界网络互联通信的关键部件，承载着服务器与外界数据的交换、处理等功能。在一台正在运行的服务器上，一旦网卡出现故障。比如：网络控制芯片工作异常，那么服务器上正在运行的业务就会中断。尤其是在以下运行环境下：当服务器中的风扇出现异常停转，工作环境温度较高的情况下，网卡上的网络控制芯片产生的热量无法通过风扇风流带走。造成网络芯片温度越来越高，最后导致网络芯片过热烧坏，形成不可修复的损坏。

如图1所示，是改进前的网卡结构示意图。包含：网卡输入接口、输出接口、网络控制芯片等。网卡通常是采用金手指插接在PCIE插槽上，取电并实现与服务器主板的数据通信。VR用来实现将12V输入电压转换成网络芯片所需要的工作电压，保障网卡芯片的供电需求。输出接口一般采用RJ45接口或光口来实现与网络的互联。

在以上网卡结构上，若***风扇一旦异常停转，网络芯片工作所产生的热量不能及时带走，由于网络芯片自身没有降频功能，内部的温度会势必越来越高，会造成芯片寿命缩短甚至损坏。

发明内容

本发明的目的是提供一种网卡温度检测装置及检测方法，防止网卡控制芯片温度持续过热，避免网络控制芯片工作产生热量的持续累积，能够在温度过高时实现断电保护功能。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

本发明第一方面提供了一种网卡温度检测装置，包括网络控制芯片、网卡输入接口和网卡输出接口，网络控制芯片的网络信号输入端与网卡输入接口连接，网络信号输出端与网卡输出接口连接，还包括设置在网络控制芯片处检测芯片温度的温度传感器、温度检测比较单元、E-FUSE芯片和电压调节器芯片，所述温度传感器的输出端与温度检测比较单元的输入端连接，温度检测比较单元的输出端与E-FUSE芯片的控制端连接，E_FUSE芯片的电压输入端与网卡输入接口连接，E_FUSE芯片的电压输出端与电压调节器芯片的输入端连接，电压调节器芯片的输出端与网络控制芯片的电源端连接。

结合第一方面，在第一方面第一种可能的实现方式中，所述温度检测比较单元包括电压比较器，电压比较器的反相输入端与温度传感器连接，正向输入端输入基准电压，电压比较器的输出端与E-FUSE芯片的控制端连接。

结合第一方面，在第一方面第二种可能的实现方式中，所述E-FUSE芯片的输出控制信号端与MOS管的栅极连接，MOS管的源极与电压调节器芯片的电压输入端连接。

结合第一方面，在第一方面第三种可能的实现方式中，所述MOS管的漏极一路与电流取样电阻的一端连接，另一路与E-FUSE芯片的电流侦测引脚连接，电流取样电阻的另一端一路与网卡信号输入端连接，另一路与E-FUSE芯片的电流侦测引脚连接。

本发明第二方面提供了一种网卡温度检测方法，包括：温度传感器检测到网卡控制芯片温度后，会发出温度信号T_sen经电压比较器进行比较：当网卡控制芯片温度在设定的温度上限以内时，电压比较器就会触发信号ALT#，使能E-FUSE芯片，E-FUSE芯片会输出高电平GATE信号，打开MOS管，实现P12V导通给网络控制芯片供电；当网卡控制芯片温度超出设定的温度上限时，电压比较器就会触发信号ALT#，关闭E-FUSE芯片，E-FUSE芯片会输出低电平GATE信号，关闭MOS管，网络芯片供电被关闭。

结合第二方面，在第二方面第一种可能的实现方式中，还包括根据网卡的最大功率选择合适的E-FUSE芯片、MOS管和电流取样电阻。

结合第二方面，在第二方面第二种可能的实现方式中，所述根据网卡的最大功率选择合适的E-FUSE芯片、MOS管和电流取样电阻，具体包括：

首先根据网卡的最大功率Pmax，按照以下公式计算出网卡12v直入最大电流：Imax＝Pmax/12/η，η为VR转换效率；

根据Imax值的1.5倍选择来作为MOS管的最大额定电流，选择合适的MOS管；

待MOS管选定，依据MOS管的打开电压及MOS管的电路结构，确定GATE信号电压值，即：12V+Vgs(th)，以此来选择合适的E-FUSE芯片；

取样电阻阻值一般选择0.75mohm；然后，根据Imax值的1.5倍来确定取样电阻的规格及取样电阻数量可按照以下公式来确定，即：

N*Ir＝1.5*Imax，N为并联取样电阻的数量，Ir为取样电阻的额定电流值。

发明内容中提供的效果仅仅是实施例的效果，而不是发明所有的全部效果，上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果：

本发明通过在网络芯片旁边放置一颗温度传感器芯片，在网卡供电输入路径上添加一组E-FUSE线路。通过温度检测单元产生过温告警信号来控制E-FUSE的开通与关断。可以避免在服务器***风扇停转时，网络芯片因工作时产生的热量持续积累，造成网卡工作异常，甚至网卡芯片不可修复损坏的问题。

附图说明

图1是改进前网卡结构示意图；

图2是本发明改进后网卡结构原理图；

图3是本发明另一实施例结构示意图。

具体实施方式

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。

如图2所示，一种网卡温度检测装置，包括网络控制芯片、网卡输入接口和网卡输出接口，网络控制芯片的网络信号输入端与网卡输入接口连接，网络信号输出端与网卡输出接口连接，还包括设置在网络控制芯片处检测芯片温度的温度传感器、温度检测比较单元、E-FUSE芯片和电压调节器芯片，所述温度传感器的输出端与温度检测比较单元的输入端连接，温度检测比较单元的输出端与E-FUSE芯片的控制端连接，E_FUSE芯片的电压输入端与网卡输入接口连接，E_FUSE芯片的电压输出端与电压调节器芯片的输入端连接，电压调节器芯片的输出端与网络控制芯片的电源端连接。

如图3所示，电压比较器的反相输入端与温度传感器连接，输入T_SEN信号，正向输入端输入基准电压信号T_REF，电压比较器的输出端与E-FUSE芯片的控制端连接，输出ALT#信号。

E-FUSE芯片的输出控制信号端GATE与MOS管的栅极连接，MOS管的源极输出P12_OUT信号，与电压调节器芯片的电压输入端连接，电压调节器芯片的电压输出端与网络控制芯片的电压端连接。一般电压比较器输出的高电平信号不能直接驱动负载MOS开关打开，因此需要采用E-FUSE芯片，通过电压比较器输出电平使能控制E-FUSE芯片，然后E-FUSE芯片输出控制信号打开负载MOS管。当温度传感器侦测到的温度超出上限，电压比较器会输出低电平信号，控制E-FUSE停止工作。此时，E-FUSE芯片会输出低电平信号，关断负载MOS开关。从而，防止网络芯片过热损坏。

MOS管的漏极一路与电流取样电阻的一端连接，另一路与E-FUSE芯片的电流侦测引脚ISEN_P连接，电流取样电阻的另一端一路与网卡信号输入端连接，另一路与E-FUSE芯片的电流侦测引脚ISEN_N连接。电流取样电阻的作用是用来侦测流过MOS管的电流，当流过MOS管的电流过大，超出E-FUSE芯片所设定的电流上限值时，E-FUSE芯片就会触发输出控制信号GATE，将MOS管关闭，防止MOS管因过流损坏。

一种网卡温度检测方法，包括：根据网卡的最大功率选择合适的E-FUSE芯片、MOS管和电流取样电阻。

温度传感器检测到网卡控制芯片温度后，会发出温度信号T_sen经电压比较器进行比较：当网卡控制芯片温度在设定的温度上限以内时，电压比较器就会触发信号ALT#，使能E-FUSE芯片，E-FUSE芯片会输出高电平GATE信号，打开MOS管，实现P12V导通给网络控制芯片供电；当网卡控制芯片温度超出设定的温度上限时，电压比较器就会触发信号ALT#，关闭E-FUSE芯片，E-FUSE芯片会输出低电平GATE信号，关闭MOS管，网络芯片供电被关闭。

根据网卡的最大功率选择合适的E-FUSE芯片、MOS管和电流取样电阻，具体包括：

首先根据网卡的最大功率Pmax，按照以下公式计算出网卡12v直入最大电流：Imax＝Pmax/12/η，η为VR转换效率；

根据Imax值的1.5倍选择来作为MOS管的最大额定电流，选择合适的MOS管；

待MOS管选定，依据MOS管的打开电压及MOS管的电路结构，确定GATE信号电压值，即：12V+Vgs(th)，以此来选择合适的E-FUSE芯片；

取样电阻阻值一般选择0.75mohm；然后，根据Imax值的1.5倍来确定取样电阻的规格及取样电阻数量可按照以下公式来确定，即：

N*Ir＝1.5*Imax，N为并联取样电阻的数量，Ir为取样电阻的额定电流值。

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。

Claims (7)

1.一种网卡温度检测装置，包括网络控制芯片、网卡输入接口和网卡输出接口，网络控制芯片的网络信号输入端与网卡输入接口连接，网络信号输出端与网卡输出接口连接，其特征是，还包括设置在网络控制芯片处检测芯片温度的温度传感器、温度检测比较单元、E-FUSE芯片和电压调节器芯片，所述温度传感器的输出端与温度检测比较单元的输入端连接，温度检测比较单元的输出端与E-FUSE芯片的控制端连接，E_FUSE芯片的电压输入端与网卡输入接口连接，E_FUSE芯片的电压输出端与电压调节器芯片的输入端连接，电压调节器芯片的输出端与网络控制芯片的电源端连接。

2.如权利要求1所述的装置，其特征是，所述温度检测比较单元包括电压比较器，电压比较器的反相输入端与温度传感器连接，正向输入端输入基准电压，电压比较器的输出端与E-FUSE芯片的控制端连接。

3.如权利要求2所述的装置，其特征是，所述E-FUSE芯片的输出控制信号端与MOS管的栅极连接，MOS管的源极与电压调节器芯片的电压输入端连接。

4.如权利要求3所述的装置，其特征是，所述MOS管的漏极一路与电流取样电阻的一端连接，另一路与E-FUSE芯片的电流侦测引脚连接，电流取样电阻的另一端一路与网卡信号输入端连接，另一路与E-FUSE芯片的电流侦测引脚连接。

5.一种网卡温度检测方法，其特征是，包括：温度传感器检测到网卡控制芯片温度后，会发出温度信号T_sen经电压比较器进行比较：当网卡控制芯片温度在设定的温度上限以内时，电压比较器就会触发信号ALT#，使能E-FUSE芯片，E-FUSE芯片会输出高电平GATE信号，打开MOS管，实现P12V导通给网络控制芯片供电；当网卡控制芯片温度超出设定的温度上限时，电压比较器就会触发信号ALT#，关闭E-FUSE芯片，E-FUSE芯片会输出低电平GATE信号，关闭MOS管，网络芯片供电被关闭。

6.如权利要求5所述的方法，其特征是，还包括根据网卡的最大功率选择合适的E-FUSE芯片、MOS管和电流取样电阻。

7.如权利要求6所述的方法，其特征是，所述根据网卡的最大功率选择合适的E-FUSE芯片、MOS管和电流取样电阻，具体包括：

首先根据网卡的最大功率Pmax，按照以下公式计算出网卡12v直入最大电流：Imax＝Pmax/12/η，η为VR转换效率；

根据Imax值的1.5倍选择来作为MOS管的最大额定电流，选择合适的MOS管；

待MOS管选定，依据MOS管的打开电压及MOS管的电路结构，确定GATE信号电压值，即：12V+Vgs(th)，以此来选择合适的E-FUSE芯片；

取样电阻阻值一般选择0.75mohm；然后，根据Imax值的1.5倍来确定取样电阻的规格及取样电阻数量可按照以下公式来确定，即：N*Ir＝1.5*Imax，N为并联取样电阻的数量，Ir为取样电阻的额定电流值。