TWI497283B

TWI497283B - 監控裝置

Info

Publication number: TWI497283B
Application number: TW098130661A
Authority: TW
Inventors: Min Nan Yen
Original assignee: Universal Scient Ind Shanghai
Priority date: 2009-09-11
Filing date: 2009-09-11
Publication date: 2015-08-21
Also published as: TW201109914A

Description

監控裝置

本發明係為一種監控裝置，尤指一種被應用在電腦系統中的多功能整合硬體監控裝置。

在電腦系統的開發過程中，需要各種技術背景的硬體人員互相配合，以將Super I/O、南橋晶片及基本輸入輸出系統(BASIC INPUT/OUTPUT SYSTEM；BIOS)加以整合，才能夠完成電腦系統的溫度調整、風扇控制及健康狀態顯示等功能。

同時，在電腦系統開發過程中，硬體人員所能使用的溫度感測器和風扇控制的數量常因受限於南橋晶片所提供Super I/O的數量，而無法視電腦系統實際需求，隨心所欲的規劃使用。一般南橋晶片上的Super I/O所能提供的溫度感測器和風扇控制的數量在個人電腦或筆記型電腦上或許足夠使用，然而，在高階的伺服器系統則常捉襟見肘。

另外，在電腦系統開發過程中，電腦系統除錯卡的實現幾乎都使用PCI、MINI-PCI或LPC等多引腳的通訊介面來實現，而這些的通訊介面不僅太浪費資源，且複雜度及成本皆太高。

有鑑於此，本發明之一實施例提供一種監控裝置，其可以被應用在一般電腦系統中，例如，個人電腦、筆記型電腦、伺服器或其他嵌入式系統。本實施例的監控裝置整合有風扇控制、溫度控制、系統健康顯示及通電自我測試(POST)碼的除錯顯示等功能，並且可以直接套用在開發中的電腦系統中，以加速電腦系統開發時程、降低研發及整合費用。

本實施例的監控裝置用來耦接一電腦系統，其係包括一第一電路與一第二電路，其中，第一電路具有一主通訊介面與一第一從屬通訊介面，第二電路具有一第二從屬通訊介面。第一電路經由主通訊介面接收多個溫度信號，並根據每一該些溫度信號分別控制對應的一風扇的轉速，以及接收每一該些風扇的轉速信號。同時，第一電路經由第一從屬通訊介面耦接於電腦系統，並且從電腦系統接收至少一系統狀態信號。

另外，第二電路經由第二從屬通訊介面耦接於第一電路的主通訊介面，第二電路從第一電路接收一功能選擇信號、該些溫度信號、該些轉速信號及該至少一系統狀態信號，並且依據功能選擇信號，呈現每一該些溫度信號與每一該些轉速信號所對應的數值及該些系統狀態信號所對應的狀態燈號。

綜合上述，本實施例的監控裝置在溫度感測、健康狀態顯示及通電自我測試(POST)碼的除錯顯示方面，係使用通訊介面作為通訊的介面。如此，藉由通訊介面只需兩根腳位(低引腳數)即可完成通訊的優點，本實施例的監控裝置不僅可以直接套用在開發中的電腦系統2中，也可加速電腦系統開發時程、降低研發及整合費用，同時，也簡化了複雜的電路設計，大大降低電路設計的成本。

為了使　貴審查委員能更進一步瞭解本發明特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明之詳細說明與附圖，然而所附圖式僅提供參考與說明用，並非用來對本發明加以限制。

本發明之實施例的監控裝置係整合多組的溫度感測器與風扇控制的數量，以及，提供系統健康狀態顯示與通電自我測試(POST)碼的除錯顯示等功能，並且，可以被直接套用到任何開發中的電腦系統。如此，本實施例的監控裝置可以加快電腦系統的開發速度，更可以減少電腦系統軟硬體人員的負擔，而降低開發成本。

參考第一圖。第一圖為本發明之實施例之監控裝置的功能方塊示意圖。本實施例之監控裝置1包括有一第一電路10與一第二電路12，其中，第一電路10係耦接於第二電路12、多個溫度偵測器14、多個風扇16及一電腦系統2。

復參考第一圖。第一電路10具有一主通訊介面102、一第一從屬通訊介面104、一第一處理器106、一溫度比較單元108、一PWM控制電路110及一轉速計數單元111。其中，主通訊介面102耦接於第二電路12與該些溫度偵測器14，並且，第一從屬通訊介面104耦接於電腦系統2。同時，第一處理器106耦接於主通訊介面102、第一從屬通訊介面104、溫度比較單元108及轉速計數單元111。其中，第一處理器106耦接一功能選擇開關114，係從功能選擇開關114接收一功能選擇信號S5，並將功能選擇信號S5轉送至第二電路12。

前述的主通訊介面102與第一從屬通訊介面104係為一個二支腳位的I² C序列匯流排，且互為主從(master-slave)之關係。同時，前述的功能選擇開關114可以是一位元開關(bit switch)，其係用來作為溫度顯示、風扇轉速顯示、狀態顯示或通電自我測試(POST)碼顯示的選擇切換。

復參考第一圖。第一電路10中的第一處理器106係經由第一從屬通訊介面104耦接於電腦系統2，且從電腦系統2接收至少一系統狀態信號S3，並暫存於內部的暫存器中。前述的系統狀態信號S3可以是硬碟狀態、電源狀態、網路狀態…等狀態信號。

復參考第一圖。第一處理器106經由主通訊介面102分別從每一該些溫度偵測器14對應接收每一該些溫度信號S1，並且將該些溫度信號S1暫存於內部的暫存器(未標示)中，另外，第一處理器106會將該些溫度信號S1送到溫度比較單元108。溫度比較單元108將每一該些溫度信號S1分別與一溫度預設範圍(未標示)進行比較運算，進而輸出對應的比較結果S6。PWM控制電路110耦接於溫度比較單元108與該些風扇16，其係根據前述每一該些比較結果S6，以對應的控制每一該些風扇16的轉速。另外，轉速計數單元111耦接於第一處理器106與該些風扇16，其係接收每一該些風扇16的轉速信號S2，並將該些轉速信號S2轉送到第一處理器106，並且暫存於第一處理器106內部的暫存器中。

配合第一圖，參考第二圖。第二圖為本發明之實施例之遲滯效應控制之控制曲線示意圖。本實施例的PWM控制電路110係可以執行一遲滯效應控制模式，以對每一該些風扇16進行轉速的控制。PWM控制電路110係根據溫度比較單元108比較每一該些溫度信號S1與溫度預設範圍之比較結果S6，以對應控制每一該些風扇16的轉速。如第二圖所示，溫度預設範圍設在T1與T2間，此時，每一該些風扇16所對應的溫度偵測器14偵測到的溫度信號S1，係經由主通訊介面102、第一處理器106送到溫度比較單元108並與溫度預設範圍設在T1與T2進行比較運算。

當每一該些溫度信號S1小於T1時，則PWM控制電路110將會對應控制每一該些風扇16維持在第一轉速rpm 1。而每一該些溫度信號S1逐漸上升，並且超過T1時，PWM控制電路110將會對應控制每一該些風扇16，從第一轉速rpm 1逐漸加速到第二轉速rpm 2，並以第二轉速維持運轉。同時，當每一該些溫度信號S1因為第二轉速rpm 2的散熱效果而逐漸下降，並且低於T2時，PWM控制電路110將會對應控制每一該些風扇16，從第二轉速rpm 2逐漸下降到第一轉速rpm 1，並以第一轉速rpm 1維持運轉。如此，本實施例的PWM控制電路110執行的遲滯效應控制模式，將可以減少因為轉速頻繁切換所產生的噪音及電能損失的問題。

復參考第一圖。第二電路12具有一第二處理器122、一第二從屬通訊介面124、一狀態指示燈模組125、一溫度數字解碼單元126、一溫度數字顯示單元127、一轉速數字解碼單元128及一轉速數字顯示單元129。其中，第二處理器122耦接於第二從屬通訊介面124、狀態指示燈模組125、溫度數字解碼單元126及轉速數字解碼單元128，其係經由第二從屬通訊介面124從第一電路10接收該些溫度信號S1、該些轉速信號S2及該至少一系統狀態信號S3，並且將各種信號S1、S2、S3分別暫存在內部的暫存器(未標示)中。

復參考第一圖。第二處理器122從第一電路10接收一功能選擇信號S5，並根據功能選擇信號S5，將每一系統狀態信號S3對應送到狀態指示燈模組125，以令狀態指示燈模組125呈現每一個系統狀態信號S3所對應的狀態燈號。另外，第二處理器122也會根據功能選擇信號S5，將每一該些溫度信號S1送到溫度數字解碼單元126，溫度數字解碼單元126將會對每一該些溫度信號S1進行解碼，並將解碼後的數值透過溫度數字顯示單元127加以呈現。另外，第二處理器122也會根據功能選擇信號S5，將每一該些轉速信號S2送到轉速數字解碼單元128，轉速數字解碼單元128將會對每一該些轉速信號S2進行解碼，並將解碼後的數值透過轉速數字顯示單元129加以呈現。

復參考第一圖。本實施例的第一電路10更包括一除錯數字解碼單元112與一除錯數字顯示單元116，其中，除錯數字解碼單元112耦接第一處理器106與除錯數字顯示單元116。第一處理器106係從電腦系統2接收一開機除錯信號S4，並且將開機除錯信號S4暫存於內部的暫存器中。另外，第一處理器106係根據功能選擇信號S5，將開機除錯信號S4送到除錯數字解碼單元112，此時，除錯數字解碼單元112將會對開機除錯信號S4進行解碼，並將解碼後的一開機除錯數值透過除錯數字顯示單元116加以呈現。

前述的開機除錯信號S4可以是電腦系統2在開機時，執行基本輸入輸出系統(BIOS)中的開機程式所產生的通電自我測試(Power on Self Test；POST)碼。當電腦系統2在開發中，工程師常需要根據通電自我測試(Power On Self Test；POST)碼的內容，來對基本輸入輸出系統(BIOS)的開機程式進行相關的檢測及除錯。

另外，配合第一圖，請參考第三圖。第三圖為本發明之實施例之監控裝置對電腦系統的溫度監控之步驟流程示意圖。本實施例的監控裝置1經由主通訊介面102從每一溫度偵測器14偵測取得相對應的溫度信號S1，以及經由轉速計數單元111取得相對應風扇的轉速信號S2，如步驟S100。然後，本實施例的監控裝置1將所有取得的溫度信號S1與風扇的轉速信號S2儲放在內部的暫存器中，如步驟S102。如此，本實施例的監控裝置1係可以根據使用者操作功能選擇開關14後所產生的功能選擇信號S5，(即使用者的選擇輸入)，將每一該些溫度信號S1與相對應風扇的轉速信號S2經由主通訊介面102與第二從屬通訊介面124送出，進而顯示每一該些溫度信號S1與相對應風扇的轉速信號S2的數值，如步驟S104。

在步驟S104中，本實施例的監控裝置1先對該些溫度信號S1與相對應風扇的轉速信號S2進行解碼，然後，才將解碼後的數值予以呈現。另外，本實施例的監控裝置1亦會將每一該些溫度信號S1與一溫度預設範圍進行比較運算，如步驟S103。然後，本實施例的監控裝置1根據比較結果，係對應控制每一該些風扇16的轉速，如步驟S105。

配合第一圖，請參考第四圖。第四圖為本發明之實施例之監控裝置對電腦系統的健康狀態監控之步驟流程示意圖。本實施例的監控裝置1經由第一從屬通訊介面104從電腦裝置2取得系統狀態信號S3，如步驟S200。然後，本實施例的監控裝置1將所有取得的系統狀態信號S3儲放在內部的暫存器中，如步驟S202。如此，本實施例的監控裝置1係可以根據使用者操作功能選擇開關14後所產生的功能選擇信號S5，(即使用者的選擇輸入)，將系統狀態信號S3經由主通訊介面102與第二從屬通訊介面124送出，進而加以顯示系統狀態信號S3的數值，如步驟S204。

配合第一圖，請參考第五圖。第五圖為本發明之實施例之監控裝置對電腦系統的開機除錯之監控步驟流程示意圖。本實施例的監控裝置1經由第一從屬通訊介面104從電腦裝置2取得開機除錯信號S4，如步驟S300。然後，本實施例的監控裝置1將所有取得的開機除錯信號S4儲放在內部的暫存器中，如步驟S302。如此，本實施例的監控裝置1係可以根據使用者操作功能選擇開關14後所產生的功能選擇信號S5，(即使用者的選擇輸入)，而加以顯示開機除錯信號S4的數值，如步驟S304。在步驟S304中，本實施例的監控裝置1先對開機除錯信號S4進行解碼，然後，才將解碼後的數值予以呈現。

如此，本實施例提供的監控裝置1，其可以被應用在一般電腦系統2中，例如，個人電腦、筆記型電腦、伺服器或其他嵌入式系統。同時，本實施例的監控裝置1整合有風扇控制、溫度控制、系統健康顯示及通電自我測試(POST)碼的除錯顯示等功能，並且可以直接套用在開發中的電腦系統2中，以加速電腦系統開發時程、降低研發及整合費用。

綜合上述，本實施例的監控裝置1在溫度感測、健康狀態顯示及通電自我測試(POST)碼的除錯顯示方面，係使用通訊介面102、104、124作為通訊的介面。如此，藉由通訊介面102、104、124只需兩根腳位(低引腳數)即可完成通訊的優點，本實施例的監控裝置1不僅可以直接套用在開發中的電腦系統2中，也加速電腦系統2開發時程、降低研發及整合費用，同時，也簡化了複雜的電路設計，大大降低電路設計的成本。

按，以上所述，僅為本發明最佳之具體實施例，惟本發明之特徵並不侷限於此，任何熟悉該項技藝者在本發明之領域內，可輕易思及之變化或修飾，皆可涵蓋在以下本案之專利範圍。

1．．．監控裝置

10．．．第一電路

102．．．主通訊介面

104．．．第一從屬通訊介面

106．．．第一處理器

108．．．溫度比較單元

110．．．PWM控制電路

111‧‧‧轉速計數單元

112‧‧‧除錯數字解碼單元

114‧‧‧功能選擇開關

116‧‧‧除錯數字顯示單元

12‧‧‧第二電路

122‧‧‧第二處理器

124‧‧‧第二從屬通訊介面

125‧‧‧狀態指示燈模組

126‧‧‧溫度數字解碼單元

127‧‧‧溫度數字顯示單元

128‧‧‧轉速數字解碼單元

129‧‧‧轉速數字顯示單元

14‧‧‧溫度偵測器

16‧‧‧風扇

2‧‧‧電腦系統

S1‧‧‧溫度信號

S2‧‧‧轉速信號

S3‧‧‧系統狀態信號

S4‧‧‧開機除錯信號

S5‧‧‧功能選擇信號

S6‧‧‧比較結果

第一圖為本發明之實施例之監控裝置的功能方塊示意圖；

第二圖為本發明之實施例之遲滯效應控制之控制曲線示意圖；

第三圖為本發明之實施例之監控裝置對電腦系統的溫度監控之步驟流程示意圖；

第四圖為本發明之實施例之監控裝置對電腦系統的健康狀態監控之步驟流程示意圖；及

第五圖為本發明之實施例之監控裝置對電腦系統的開機除錯之監控步驟流程示意圖。

1．．．監控裝置

10．．．第一電路

102．．．主通訊介面

104．．．第一從屬通訊介面

106．．．第一處理器

108．．．溫度比較單元

110．．．PWM控制電路

111．．．轉速計數單元

112．．．除錯數字解碼單元

114．．．功能選擇開關

116．．．除錯數字顯示單元

12．．．第二電路

122．．．第二處理器

124．．．第二從屬通訊介面

125．．．狀態指示燈模組

126．．．溫度數字解碼單元

127．．．溫度數字顯示單元

128．．．轉速數字解碼單元

129．．．轉速數字顯示單元

14．．．溫度偵測器

16．．．風扇

2．．．電腦系統

S1．．．溫度信號

S2．．．轉速信號

S3．．．系統狀態信號

S4．．．開機除錯信號

S5．．．功能選擇信號

S6．．．比較結果

Claims

一種監控裝置，耦接於一電腦系統，包括：一第一電路，具有一主通訊介面與一第一從屬通訊介面，該第一電路經由該主通訊介面接收多個溫度信號，並根據每一該些溫度信號分別控制對應的一風扇的轉速，以及接收每一該些風扇的轉速信號，該第一電路經由該第一從屬通訊介面耦接於該電腦系統，並且從該電腦系統接收至少一系統狀態信號；及一第二電路，具有一第二從屬通訊介面，該第二電路經由該第二從屬通訊介面耦接於該第一電路的該主通訊介面，該第二電路從該第一電路接收一功能選擇信號、該些溫度信號、該些轉速信號及該至少一系統狀態信號，並且依據該功能選擇信號，呈現每一該些溫度信號與每一該些轉速信號所對應的數值及該些系統狀態信號所對應的狀態燈號；其中該第一電路包括一功能選擇開關及一第一處理器，該第一處理器耦接於該主通訊界面和該第一從屬通訊界面，該功能選擇開關耦接於該第一處理器，該第一處理器從該功能選擇開關接收該功能選擇信號，並將該功能選擇信號轉送至該第二電路。
如申請專利範圍第1項所述之監控裝置，其中該第一電路更包括：一溫度比較單元，耦接於該第一處理器，該溫度比較單元從該第一處理器接收該些溫度信號，並且比較每一該些溫度信號與一溫度預設範圍，以及輸出對應的比較結果；及一PWM控制電路，耦接於該溫度比較單元與該些風扇，該PWM控制電路根據每一該些比較結果，對應控制每一該些風扇的轉速。
如申請專利範圍第2項所述之監控裝置，其中該第一電路更包括一轉速計數單元，該轉速計數單元耦接於該第一處理器與該些風扇，該轉速計數單元接收每一該些風扇的轉速信號，並將該些轉速信號暫存於該第一處理器。
如申請專利範圍第2項所述之監控裝置，其中該第一電路的該主通訊介面耦接該第一處理器與多個溫度偵測器，並分別從每一該些溫度偵測器對應接收每一該些溫度信號，並將該些溫度信號暫存於該第一處理器。
如申請專利範圍第2項所述之監控裝置，其中該PWM控制電路係執行一遲滯效應控制模式，並且根據每一該些比較結果，對應控制每一該些風扇的轉速。
如申請專利範圍第2項所述之監控裝置，其中該第一電路從該電腦系統接收一開機除錯信號，並呈現一開機除錯數值。
如申請專利範圍第6項所述之監控裝置，其中該第一電路更包括：一除錯數字解碼單元，該除錯數字解碼單元耦接該第一處理器，該除錯數字解碼單元係根據該功能選擇信號，從該第一處理器接收該開機除錯信號，並對該開機除錯信號進行解碼；及一除錯數字顯示單元，耦接該除錯數字解碼單元，係用以呈現該開機除錯數值。
如申請專利範圍第1項所述之監控裝置，其中該第二電路包括：一第二處理器，耦接於該第二從屬通訊介面；一溫度數字解碼單元，耦接於該第二處理器，並從該第二處理器接收該些溫度信號，並對每一該些溫度信號進行解碼；及一溫度數字顯示單元，耦接於該溫度數字解碼單元，係用以呈現每一該些溫度信號所對應的數值。
如申請專利範圍第8項所述之監控裝置，其中該第二電路更包括：一轉速數字解碼單元，耦接於該第二處理器，並從該第二處理器接收該些轉速信號，並對每一該些轉速信號進行解碼；及一轉速數字顯示單元，耦接於該轉速數字解碼單元，係用以呈現每一該些轉速信號所對應的數值。
如申請專利範圍第9項所述之監控裝置，其中該第二電路更包括：一狀態指示燈模組，耦接於該第二處理器，係用以呈現該些系統狀態信號所對應的狀態燈號。
如申請專利範圍第1項所述之監控裝置，其中該主通訊介面、該第一從屬通訊介面及該第二從屬通訊介面係為一2支腳位之I² C序列匯流排。
一種監控方法，適用於一監控裝置，該監控裝置耦接於一電腦系統，該監控裝置包括一第一電路及一第二電路，方法包括：利用該第一電路中的一主通訊介面加以接收多個溫度信號，並根據每一個該溫度信號分別控制對應的一風扇的轉速，以及接收相對應風扇的轉速信號，且該第一電路是經由一第一從屬通訊界面耦接於該電腦系統，並且從電腦系統接收至少一系統狀態信號；該第一電路儲存該些溫度信號與相對應風扇的轉速信號；該第一電路依據一使用者操作一功能選擇開關的選擇輸入而接收一功能選擇信號，以將該些溫度信號與相對應風扇的轉速信號經由該主通訊介面送出該第二電路；及該第二電路的一第二從屬通訊界面耦接於該第一電路的該主通訊界面，以從該第一電路接收該功能選擇信號、該溫度信號、該轉速信號及該至少一系統狀態信號，並且依據該功能選擇信號，顯示每一個該溫度信號與每一個該轉速信號所對應的數值及該系統狀態信號所對應的狀態燈號。
如申請專利範圍第12項所述之監控方法，更包括：該第一電路解碼該些溫度信號與相對應風扇的轉速信號。
如申請專利範圍第12項所述之監控方法，更包括：該第一電路比較運算每一該些溫度信號與一溫度預設範圍；及該第一電路根據比較結果，對應控制每一該些風扇的轉速。
如申請專利範圍第12項所述之監控方法，更包括：該第一電路利用該第一從屬通訊介面從該電腦系統接收一開機除錯信號；該第一電路計錄該開機除錯信號；及該第一電路依據一使用者操作該功能選擇開關的選擇輸入，顯示該開機除錯信號的數值。
如申請專利範圍第15項所述之監控方法，更包括：解碼該開機除錯信號。
如申請專利範圍第16項所述之監控方法，其中該主通訊介面、該第一從屬通訊介面及該第二從屬通訊介面係為一2支腳位之I² C序列匯流排。