本發(fā)明涉及cpu散熱技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是一種基于環(huán)境溫度的pid風(fēng)扇調(diào)控策略的實(shí)現(xiàn)方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著市場(chǎng)對(duì)cpu計(jì)算性能需求的提高和cpu制造工藝的進(jìn)步，cpu功耗規(guī)格逐漸提升，如何將cpu產(chǎn)生的熱量及時(shí)從系統(tǒng)中排出成為當(dāng)今cpu設(shè)計(jì)人員關(guān)注的重點(diǎn)。風(fēng)扇制冷依靠高可靠性、易維護(hù)性和低成本等優(yōu)勢(shì)成為cpu主要采用的散熱方式。cpu的散熱規(guī)格是線性的，不是一個(gè)固定的數(shù)值，為了防止cpu過溫或風(fēng)扇轉(zhuǎn)速過高，需要不斷地調(diào)整風(fēng)扇轉(zhuǎn)速來滿足cpu的散熱需求。相比于傳統(tǒng)的階梯調(diào)控方法，pid調(diào)控方法可以有效降低風(fēng)扇轉(zhuǎn)速和系統(tǒng)噪聲，并且避免cpu運(yùn)行過程中的風(fēng)扇震蕩。pid調(diào)控方法是根據(jù)如下公式進(jìn)行風(fēng)扇轉(zhuǎn)速的計(jì)算：

其中，kp值決定了風(fēng)扇調(diào)整的步幅，影響系統(tǒng)風(fēng)扇穩(wěn)定的時(shí)間，是pid調(diào)控策略中的核心參數(shù)。

作為冷卻介質(zhì)，空氣的密度和比熱容都隨著環(huán)境溫度的升高而降低。這也就決定了，在高溫環(huán)境下，風(fēng)扇需要比低溫時(shí)響應(yīng)的更快才能起到有效的散熱效果，對(duì)于pid調(diào)控來說，即表示在高溫下要把kp值設(shè)置得相對(duì)大一些?？梢粋€(gè)較大的kp值可能導(dǎo)致在低溫環(huán)境下風(fēng)扇轉(zhuǎn)速增加過快，從而出現(xiàn)風(fēng)扇震蕩的情況。目前的pid調(diào)控設(shè)置，均采用固定參數(shù)值，會(huì)使cpu出現(xiàn)高溫下cpu過溫或低溫下風(fēng)扇轉(zhuǎn)速震蕩的風(fēng)險(xiǎn)。故如何使kp值隨環(huán)境溫度變化而改變，實(shí)現(xiàn)風(fēng)扇調(diào)控策略對(duì)環(huán)境溫度的動(dòng)態(tài)調(diào)整是目前急需解決的技術(shù)問題。

專利號(hào)為cn106681458a的專利文獻(xiàn)公開了一種pid風(fēng)扇調(diào)控策略保護(hù)方法，設(shè)置cpu溫度保護(hù)點(diǎn)，在pid調(diào)控策略中增加邏輯語句，當(dāng)cpu溫度低于溫度保護(hù)點(diǎn)時(shí)，pid調(diào)控策略按照正常pid計(jì)算方法輸出風(fēng)扇pwm值，當(dāng)cpu溫度超過溫度保護(hù)點(diǎn)時(shí)，pid調(diào)控策略對(duì)pwm值增加一個(gè)定量再輸出給風(fēng)扇，調(diào)控風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速。但是該技術(shù)方案是解決如何根據(jù)cpu溫度調(diào)控風(fēng)扇的pwm值，不能解決如何使kp值隨環(huán)境溫度變化而改變，實(shí)現(xiàn)風(fēng)扇調(diào)控策略對(duì)環(huán)境溫度的動(dòng)態(tài)調(diào)整的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的技術(shù)任務(wù)是提供一種基于環(huán)境溫度的pid風(fēng)扇調(diào)控策略的實(shí)現(xiàn)方法及系統(tǒng)，來解決如何使kp值隨環(huán)境溫度變化而改變，實(shí)現(xiàn)風(fēng)扇調(diào)控策略對(duì)環(huán)境溫度的動(dòng)態(tài)調(diào)整的問題。

本發(fā)明的技術(shù)任務(wù)是按以下方式實(shí)現(xiàn)的，一種基于環(huán)境溫度的pid風(fēng)扇調(diào)控策略的實(shí)現(xiàn)方法，該方法是cpu運(yùn)行過程中，通過進(jìn)風(fēng)溫度傳感器讀取當(dāng)前環(huán)境溫度，并根據(jù)環(huán)境溫度確定風(fēng)扇調(diào)控策略中的kp值，實(shí)現(xiàn)pid風(fēng)扇調(diào)控策略的動(dòng)態(tài)調(diào)整。

作為優(yōu)選，該方法具體包括如下步驟：

（1）、計(jì)算環(huán)境溫度和調(diào)控參數(shù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系：kp=f(t)；

（2）、主板管理控制器（bmc）將環(huán)境溫度和調(diào)控參數(shù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系寫入內(nèi)部集成的風(fēng)扇調(diào)控策邏輯語句中；

（3）、在pid調(diào)控策略中定義計(jì)算所需的參數(shù)：

①、定義系統(tǒng)初始pwm值；

②、定義初始溫度偏差le；

③、定義比例項(xiàng)系數(shù)kp；

④、定義積分項(xiàng)系數(shù)ki；

⑤、定義微分項(xiàng)系數(shù)kd；

⑥、設(shè)定間隔時(shí)間dt；

⑦、設(shè)定溫度控制參數(shù)tcontrol，將cpu溫度控制在（tjmax-tcontrol），其中，tjmax為cpu規(guī)格定義的最高結(jié)溫；

（4）、讀取cpu溫度余量tdts和環(huán)境溫度t，根據(jù)溫度余量tdts、環(huán)境溫度t和溫度控制參數(shù)tcontrol，按照pid調(diào)控策略計(jì)算所需的pwm變化量。

更優(yōu)地，所述步驟（1）中計(jì)算環(huán)境溫度和調(diào)控參數(shù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系的方法是：將cpu放置于可控溫的環(huán)境中，設(shè)置環(huán)境溫度t1-tn，分別測(cè)試出符合散熱要求的pid風(fēng)扇調(diào)控策略參數(shù)kp1-kpn，擬合出環(huán)境溫度和調(diào)控參數(shù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系：kp=f(t)。

一種基于環(huán)境溫度的pid風(fēng)扇調(diào)控策略的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括進(jìn)風(fēng)溫度傳感器、主板管理控制器和風(fēng)扇管理模塊，進(jìn)風(fēng)溫度傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)cpu運(yùn)行的環(huán)境溫度t，將環(huán)境溫度t發(fā)送到主板管理控制器，環(huán)境溫度t用于風(fēng)扇調(diào)控策略中kp值的計(jì)算；主板管理控制器根據(jù)內(nèi)部集成的風(fēng)扇調(diào)控策略邏輯語句計(jì)算出當(dāng)前系統(tǒng)所需要的pwm值，并將pwm值發(fā)送給風(fēng)扇管理模塊；風(fēng)扇管理模塊用于控制風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速。

作為優(yōu)選，所述進(jìn)風(fēng)溫度傳感器通過i2c總線發(fā)送數(shù)據(jù)到主板管理控制器。

更優(yōu)地，所述主板管理控制器通過i2c總線發(fā)送數(shù)據(jù)到風(fēng)扇管理模塊。

本發(fā)明的一種基于環(huán)境溫度的pid風(fēng)扇調(diào)控策略的實(shí)現(xiàn)方法及系統(tǒng)與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：

（1）、本發(fā)明提出cpu在運(yùn)行過程中，通過進(jìn)風(fēng)溫度傳感器讀取當(dāng)前環(huán)境溫度，并根據(jù)環(huán)境溫度確定風(fēng)扇調(diào)控策略中的kp值，實(shí)現(xiàn)pid風(fēng)扇調(diào)控策略的動(dòng)態(tài)調(diào)整，kp值隨環(huán)境溫度調(diào)整，可以保證在低溫環(huán)境下，風(fēng)扇可以快速穩(wěn)定，而在高溫環(huán)境下，風(fēng)扇增快響應(yīng)速度，避免cpu過溫；

（2）、本發(fā)明能夠使cpu根據(jù)環(huán)境溫度調(diào)整pid風(fēng)扇調(diào)控策略參數(shù)，使風(fēng)扇轉(zhuǎn)速滿足當(dāng)前系統(tǒng)的實(shí)際需要，避免出現(xiàn)風(fēng)扇轉(zhuǎn)速波動(dòng)或cpu過溫的風(fēng)險(xiǎn)，提高系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性；

（3）、相比于傳統(tǒng)pid風(fēng)扇調(diào)控策略，本發(fā)明在pwm增量計(jì)算前一步增加了kp參數(shù)計(jì)算的過程，在每個(gè)計(jì)算周期，kp值都會(huì)根據(jù)環(huán)境溫度t動(dòng)態(tài)調(diào)整，使風(fēng)扇調(diào)控策略契合服務(wù)器運(yùn)行的實(shí)際環(huán)境。

附圖說明

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。

附圖1為基于環(huán)境溫度的pid風(fēng)扇調(diào)控策略的實(shí)現(xiàn)方法流程框圖；

附圖2為基于環(huán)境溫度的pid風(fēng)扇調(diào)控策略的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。

具體實(shí)施方式

參照說明書附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的一種基于環(huán)境溫度的pid風(fēng)扇調(diào)控策略的實(shí)現(xiàn)方法及系統(tǒng)作以下詳細(xì)地說明。

實(shí)施例1：

如附圖1所示，本發(fā)明的基于環(huán)境溫度的pid風(fēng)扇調(diào)控策略的實(shí)現(xiàn)方法，該方法是cpu運(yùn)行過程中，通過進(jìn)風(fēng)溫度傳感器讀取當(dāng)前環(huán)境溫度，并根據(jù)環(huán)境溫度確定風(fēng)扇調(diào)控策略中的kp值，實(shí)現(xiàn)pid風(fēng)扇調(diào)控策略的動(dòng)態(tài)調(diào)整。

該方法具體包括如下步驟：

（1）、將cpu放置于可控溫的環(huán)境中，設(shè)置環(huán)境溫度t1-tn，分別測(cè)試出符合散熱要求的pid風(fēng)扇調(diào)控策略參數(shù)kp1-kpn，擬合出環(huán)境溫度和調(diào)控參數(shù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系：kp=f(t)；

（2）、主板管理控制器（bmc）將環(huán)境溫度和調(diào)控參數(shù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系寫入內(nèi)部集成的風(fēng)扇調(diào)控策邏輯語句中；

（3）、在pid調(diào)控策略中定義計(jì)算所需的參數(shù)：

①、定義系統(tǒng)初始pwm值；

②、定義初始溫度偏差le；

③、定義比例項(xiàng)系數(shù)kp；

④、定義積分項(xiàng)系數(shù)ki；

⑤、定義微分項(xiàng)系數(shù)kd；

⑥、設(shè)定間隔時(shí)間dt；

⑦、設(shè)定溫度控制參數(shù)tcontrol，將cpu溫度控制在（tjmax-tcontrol），其中，tjmax為cpu規(guī)格定義的最高結(jié)溫；

（4）、讀取cpu溫度余量tdts和環(huán)境溫度t，根據(jù)溫度余量tdts、環(huán)境溫度t和溫度控制參數(shù)tcontrol，按照pid調(diào)控策略計(jì)算所需的pwm變化量。

實(shí)施例2：

如附圖2所示，本發(fā)明的基于環(huán)境溫度的pid風(fēng)扇調(diào)控策略的系統(tǒng)，基于實(shí)施例1的基于環(huán)境溫度的pid風(fēng)扇調(diào)控策略的實(shí)現(xiàn)方法，該系統(tǒng)包括進(jìn)風(fēng)溫度傳感器、主板管理控制器和風(fēng)扇管理模塊，進(jìn)風(fēng)溫度傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)cpu運(yùn)行的環(huán)境溫度t，進(jìn)風(fēng)溫度傳感器通過i2c總線將環(huán)境溫度t發(fā)送到主板管理控制器，環(huán)境溫度t用于風(fēng)扇調(diào)控策略中kp值的計(jì)算；主板管理控制器根據(jù)內(nèi)部集成的風(fēng)扇調(diào)控策略邏輯語句計(jì)算出當(dāng)前系統(tǒng)所需要的pwm值，并通過i2c總線將pwm值發(fā)送給風(fēng)扇管理模塊；風(fēng)扇管理模塊用于控制風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速。

通過上面具體實(shí)施方式，所述技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可容易的實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。但是應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明并不限于上述的具體實(shí)施方式。在公開的實(shí)施方式的基礎(chǔ)上，所述技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可任意組合不同的技術(shù)特征，從而實(shí)現(xiàn)不同的技術(shù)方案。

除說明書所述的技術(shù)特征外，均為本專業(yè)技術(shù)人員的已知技術(shù)。