[发明专利]一种风扇速度检测装置

说明书

技术领域

本发明涉及散热检测与控制技术，尤其涉及一种风扇速度检测装置。

背景技术

在电子设备中，通常会使用风扇进行散热。出于环保、节能以及降低噪音的要求，需要根据电子设备工作时的发热大小对风扇进行调速，而读出风扇的转速是调速的前提。在电子设备中用到的风扇的转速通常在1000RPM到8000RPM（转/分钟，Round per Minute）之间，现有技术通常利用专门芯片读取风扇转速，或者利用CPLD消耗比较多的逻辑单元来读取风扇的转速。

请参考图1，现有技术中一种典型的实现方式包括：风扇转速脉冲通过CPLD直接送给专门的转速检测芯片（如SUPER IO），转速检测芯片计算出风扇转速后，将计算值放在芯片的专门寄存器中，由CPU通过到转速检测芯片的特定接口读取寄存器中的转速值，经过CPU的计算处理得出风扇的转速。

请参考图2，现有技术中另一种典型实现方式包括：用CPLD的25MHZ时钟采样风扇送到CPLD的转速脉冲信号，统计一个风扇转速高脉冲的采样个数，从而大致计算出风扇转速脉冲的高电平宽度，再大致计算出风扇的转速。这种方案需要在CPLD中分配一个寄存器用来保存上述采样数，这个寄存器的位数由风扇的最低转速决定，风扇的转速越低，则图2中T1就会越大，采样个数就越多，因此需要的寄存器的位数越多。对于1000RPM的风扇，需要的位数为10位。请参考图2，通常风扇转动一圈会产生两个上升沿，因此风扇转动一圈的时间TS通常等于4倍的T1（上升沿的宽度）；而最终计算出来的风扇转速RPM=60/TS。

进一步来说，在这样的方案中若遭遇到风扇堵转的情况，风扇输出的转速脉冲会停止，输出信号会固定在高电平或低电平，停在高电平时，T1会无限大，CPLD计数器会溢出；停在低电平时T1为零，CPLD的计数器为零，CPLD会误认为风扇的转速无限高。所以用这种方法无法解决风扇堵转情况下的转速检测。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种风扇转速检测装置，应用于计算机系统，包括信号生成单元、信号处理单元以及统计输出单元，其中：

信号生成单元，用于生成窄方波信号，其中窄方波信号的高电平宽度小于风扇输出的转速脉冲信号宽度的1/5；

信号处理单元，用于将窄方波信号与转速脉冲信号进行异或得到采样输出信号；

统计输出单元，用于统计预定时间内采样输出信号的上升沿个数，并根据上升沿数量与风扇转速之间的对应关系计算出风扇转速。

优选地，所述信号生成单元，进一步用于使用第一及第二方波信号异或生成所述窄方波信号，其中该第一及第二方波信号的周期相同，所述窄方波信号的周期为第一及第二方波信号周期的一半。

优选地，所述信号生成单元，进一步用于使用预定的周期参考方波通过相移生成第一方波信号，并将第一方波信号进行相移生成第二方波信号。

优选地，所述预定时间是所述窄方波信号的周期。

优选地，所述统计输出单元进一步用于在计算出风扇转速为预定的数值时，确定风扇当前状态为堵转。

优选地，所述窄方波信号的高电平宽度小于1ms。

优选地，所述窄方波信号的高电平宽度为计算机系统提供的参考时钟的周期或者该参考时钟周期的整数倍。

本发明并不需要再像现有技术那样引入专用的转速检测芯片，需要用到的逻辑器件资源也很少，本发明在硬件成本上的投入可以大幅度降低。

附图说明

图1是本发明现有技术风扇转速检测的硬件架构图。

图2是本发明现有技术风扇转速检测的信号示意图。

图3是本发明风扇转速检测的硬件架构图。

图4是本发明风扇转速装置的逻辑结构图。

图5是本发明风扇转速检测的所有信号示意图。

图6是本发明风扇转速检测的部分信号示意图。

具体实施方式

本发明使用成本更低效果更佳的技术来实现风扇速度的检测。请参考图3以及图4，本发明提供一种风扇转速检测装置，该装置包括信号生成单元、信号处理单元以及统计输出单元。在优选的实施方式中，从实现上来说，该风扇转速检测装置采用可编程的逻辑器件实现，由于本发明采用了更为简洁有效的逻辑设计，因此可编程的逻辑器件可以是用CPLD来实现，当然被发明并不排除FPGA等其他实现方式。请进一步参考图5，在本实施方式中假设高电平有效，以下描述风扇转速检测装置实现风扇转速检测的。