TW201544946A - 資訊處理系統之電源系統及其電源供應方法 - Google Patents

Abstract

揭露一種資訊處理系統之電源系統，該電源系統由一電源供電。該電源系統包括：一第一電源供應單元，電耦合到該資訊處理系統；一第二電源供應單元，電耦合到該資訊處理系統；及一控制器，回應於該電源系統供電給該資訊處理系統，用以控制該第一電源供應單元及第二電源供應單元之一供電給該資訊處理系統，該第一電源供應單元及第二電源供應單元之另一為零輸出。也揭露其電源供應方法。

Description

資訊處理系統之電源系統及其電源供應方法

本發明大體而言係關於資料處理系統的領域，且特別是有關於一種資料處理系統的電源供應。

習知資料處理系統的電源供應可包括一或多個電源供應單元，分別電耦接至資料處理系統，該一或多個電源供應單元通常均分負載配置，以兩個電源供應單元為例，其負載配置大約相同(約50%：50%)。

為了電源供應單元的可靠性，通常會設定資料處理系統之個別電源供應單元的一特定使用壽命(例如限定電源供應單元的總開啟時間為不超過五年)。然而，多個電源供應單元同時開啟以均分負載會產生各電源供應單元之使用壽命受限的問題，每個使用中元件的老化情況大為嚴重，因此多個電源供應單元同時開啟對於資料處理系統的電源供應單元之使用造成很大的限制。

特別在高溫重載的環境中，在同時長期使用多個電源供應單元的情況下，產生各電源供應單元的元件之同時嚴重老化情形，其可靠性大受影響。

本發明一方面在於提出一種資訊處理系統之新的電源供應系統與方法，本發明著眼於多個電源供應單元之負載平衡技術，具有省電之功效，可增強可靠性，避免電源供應單元的元件同時嚴重老化的現象。

對本發明之資訊處理系統而言，電源供應系統具有複數個電源供應單元，然運作時並非所有電源供應單元均輸出電源，而是部分電源供應單元處於零輸出模式。處於零輸出模式的電源供應單元之二次端停止作動，達成省電的效果。

藉由本發明，處於零輸出模式之電源供應單元與非處於零輸出模式之電源供應單元可在不同情況下進行切換，資訊處理系統之電源供應系統的使用壽命可延長，例如但不限於比較一電源供應單元之總導通時間及另一電源供應單元之總導通時間以取得一總導通時間差值，回應於總導通時間差值超過一預定臨限值，切換為具較短總導通時間之電源供應單元以供電給資訊處理系統。

在一方面，本發明之一實施例提供一種資訊處理系統之電源系統，該電源系統由一電源供電，該電源系統包括：一第一電源供應單元，電耦合到該資訊處理系統；一第二電源供應單元，電耦合到該資訊處理系統；及一控制器，回應於該電源系統供電給該資訊處理系統，用以控制該第一電源供應單元及第二電源供應單元之一供電給該資訊處理系統，該第一電源供應單元及第二電源供應單元之另一為零輸出。

在另一方面，一實施例中，在該零輸出之該電源供應單元未導通而處於一待命狀態，且其瓦數輸出實質上為零。

在再一方面，一實施例中，其中該控制器：用以取得該第一電源供應單元之一總導通時間及該第二電源供應單元之一總導通時間，用以比較該第一電源供應單元之該總導通時間及該第二電源供應單元之該總導通時間以取得一總導通時間差值，及回應於該總導通時間差值大於或等於一參數值，控制具較短總導通時間之電源供應單元以供電給該資訊處理 系統。

在又一方面，一實施例中，回應於該總導通時間差值未超過該參數值，控制原供電之電源供應單元繼續供電。

在另一方面，一實施例中，該控制器包括該資訊處理系統之一系統管理模組，藉由一通訊匯流排電耦合至該第一電源供應單元及該第二電源供應單元，以取得該總導通時間差值及決定欲供電之電源供應單元。

在再一方面，一實施例中，該第一電源供應單元包括一第一電源供應單元微控制器及該第二電源供應單元包括一第二電源供應單元微控制器，藉由一通訊匯流排相互溝通。

在又一方面，一實施例中，該控制器包括該第一電源供應單元微控制器及/或該第二電源供應單元微控制器，藉由該通訊匯流排，該第一電源供應單元微控制器及/或該第二電源供應單元微控制器取得該總導通時間差值及決定供電之電源供應單元。

在另一方面，一實施例中，該第一電源供應單元微控制器包括一第一計數器，用以取得該第一電源供應單元之該總導通時間，該第二電源供應單元微控制器包括一第二計數器，用以取得該第二電源供應單元之該總導通時間，在再一方面，一實施例中，該第一電源供應單元包括一第一電源輸出模組，用以為該第一電源供應單元微控制器所控制以輸出電源，該第二電源供應單元包括一第二電源輸出模組，用以為該第二電源供應單元微控制器所控制以輸出電源。

在另一方面，一實施例中，該第一電源供應單元微控制器包括：一第一儲存裝置，電耦接至該第一計數器、該系統管理模組、該第二電源供應單元微控制器，用以儲存該第一電源供應單元之該總導通時間、該第二電源供應單元之該總導通時間；一第一比較器，電耦接至該第一儲 存裝置，用以比較該第一電源供應單元及第二電源供應單元的導通時間；及一輸出接腳，電耦接至該第一比較器、該第一計數器、該第一電源輸出模組，用以控制該第一電源輸出模組的輸出準位。

在另一方面，一實施例中，該第一電源供應單元微控制器/該第二電源供應單元微控制器執行決定欲供電之電源供應單元之演算法，或該系統管理模組執行決定欲供電之電源供應單元之演算法。

在一方面，本發明之一實施例提供一種資訊處理系統之電源系統的電源供應方法，該電源系統由一電源供電，該電源系統包括：一第一電源供應單元，電耦合到該資訊處理系統，一第二電源供應單元，電耦合到該資訊處理系統，及一控制器。該方法包括：回應於該電源系統供電給該資訊處理系統，以該控制器控制該第一電源供應單元及第二電源供應單元之一供電給該資訊處理系統，該第一電源供應單元及第二電源供應單元之另一為零輸出。

在另一方面，一實施例中，該方法包括：以該控制器取得該第一電源供應單元之一總導通時間及該第二電源供應單元之一總導通時間；及以該控制器取得用於決定該第一電源供應單元及該第二電源供應單元之一為零輸出之一參數值。

在再一方面，一實施例中，回應於該總導通時間差值大於或等於該參數值，以該控制器控制具較短總導通時間之電源供應單元以供電給該資訊處理系統。

在又一方面，一實施例中，回應於該總導通時間差值未超過該參數值，以該控制器控制原供電之電源供應單元繼續供電。

在一方面，本發明之一實施例提供一種電腦程式產品，包含電腦程式碼，當載入至一資訊處理系統且在其上執行時，使得該資訊處理系統執行上述的方法。

本說明書中所提及的特色、優點、或類似表達方式並不表示， 可以本發明實現的所有特色及優點應在本發明之任何單一的具體實施例內。而是應明白，有關特色及優點的表達方式是指結合具體實施例所述的特定特色、優點、或特性係包含在本發明的至少一具體實施例內。因此，本說明書中對於特色及優點、及類似表達方式的論述與相同具體實施例有關，但亦非必要。

參考以下說明及隨附申請專利範圍或利用如下文所提之本發明的實施方式，即可更加明瞭本發明的這些特色及優點。

102‧‧‧資訊處理系統

104‧‧‧系統管理模組

108‧‧‧電源

112‧‧‧電源

116‧‧‧第一電源供應單元

120‧‧‧第二電源供應單元

136‧‧‧通訊匯流排

204‧‧‧第一電源供應單元微控制器

208‧‧‧第一電源輸出模組

212‧‧‧第一切換模組

224‧‧‧第二電源供應單元微控制器

228‧‧‧第二電源輸出模組

232‧‧‧第二切換模組

236‧‧‧電力軌

308‧‧‧計數器

312‧‧‧儲存裝置

316‧‧‧比較器

317‧‧‧輸出接腳

400‧‧‧電源供應控制方法

為了立即瞭解本發明的優點，請參考如附圖所示的特定具體實施例，詳細說明上文簡短敘述的本發明。在瞭解這些圖示僅描繪本發明的典型具體實施例並因此不將其視為限制本發明範疇的情況下，參考附圖以額外的明確性及細節來說明本發明，圖式中：第一圖為根據本發明一較佳實施例，說明一資訊處理系統之電源供應系統的功能模組圖。

第二圖為根據本發明一較佳實施例，說明一資訊處理系統之電源供應系統之結構示意圖。

第三圖為根據本發明一較佳實施例，說明第一電源供應單元微控制器及相關組件之結構示意圖。

第四圖為依據本發明一較佳實施例之方法流程圖。

本說明書中「一具體實施例」或類似表達方式的引用是指結合該具體實施例所述的特定特色、結構、或特性係包括在本發明的至少一具體實施例中。因此，在本說明書中，「在一具體實施例中」及類似表達方式之用語的出現未必指相同的具體實施例。

熟此技藝者當知，本發明可實施為電腦系統/裝置、方法或作為電腦程式產品之電腦可讀媒體。因此，本發明可以實施為各種形式，例如完全的硬體實施例、完全的軟體實施例(包含韌體、常駐軟體、微程式碼等)，或者亦可實施為軟體與硬體的實施形式，在以下會被稱為「電路」、「模組」或「系統」。此外，本發明亦可以任何有形的媒體形式實施為電腦程式產品，其具有電腦可使用程式碼儲存於其上。

一個或更多個電腦可使用或可讀取媒體的組合都可以利用。舉例來說，電腦可使用或可讀取媒體可以是(但並不限於)電子的、磁的、光學的、電磁的、紅外線的或半導體的系統、裝置、設備或傳播媒體。更具體的電腦可讀取媒體實施例可以包括下列所示(非限定的例示)：由一個或多個連接線所組成的電氣連接、可攜式的電腦磁片、硬碟機、隨機存取記憶體(RAM)、唯讀記憶體(ROM)、可抹除程式化唯讀記憶體(EPROM或快閃記憶體)、光纖、可攜式光碟片(CD-ROM)、光學儲存裝置、傳輸媒體(例如網際網路(Internet)或內部網路(intranet)之基礎連接)、或磁儲存裝置。需注意的是，電腦可使用或可讀取媒體更可以為紙張或任何可用於將程式列印於其上而使得該程式可以再度被電子化之適當媒體，例如藉由光學掃描該紙張或其他媒體，然後再編譯、解譯或其他合適的必要處理方式，然後可再度被儲存於電腦記憶體中。在本文中，電腦可使用或可讀取媒體可以是任何用於保持、儲存、傳送、傳播或傳輸程式碼的媒體，以供與其相連接的指令執行系統、裝置或設備來處理。電腦可使用媒體可包括其中儲存有電腦可使用程式碼的傳播資料訊號，不論是以基頻(baseband)或是部分載波的型態。電腦可使用程式碼之傳輸可以使用任何適體的媒體，包括(但並不限於)無線、有線、光纖纜線、射頻(RF)等。

用於執行本發明操作的電腦程式碼可以使用一種或多種程式語言的組合來撰寫，包括物件導向程式語言(例如Java、Smalltalk、C++或其他類似者)以及傳統程序程式語言(例如C程式語言或其他類似的程式 語言)。

於以下本發明的相關敘述會參照依據本發明具體實施例之系統、裝置、方法及電腦程式產品之流程圖及/或方塊圖來進行說明。當可理解每一個流程圖及/或方塊圖中的每一個方塊，以及流程圖及/或方塊圖中方塊的任何組合，可以使用電腦程式指令來實施。這些電腦程式指令可供通用型電腦或特殊電腦的處理器或其他可程式化資料處理裝置所組成的機器來執行，而指令經由電腦或其他可程式化資料處理裝置處理以便實施流程圖及/或方塊圖中所說明之功能或操作。

這些電腦程式指令亦可被儲存在電腦可讀取媒體上，以便指示電腦或其他可程式化資料處理裝置來進行特定的功能，而這些儲存在電腦可讀取媒體上的指令構成一製成品，其內包括之指令可實施流程圖及/或方塊圖中所說明之功能或操作。

電腦程式指令亦可被載入到電腦上或其他可程式化資料處理裝置，以便於電腦或其他可程式化裝置上進行一系統操作步驟，而於該電腦或其他可程式化裝置上執行該指令時產生電腦實施程序以達成流程圖及/或方塊圖中所說明之功能或操作。

其次，請參照第一圖至第四圖，在圖式中顯示依據本發明各種實施例的裝置、方法及電腦程式產品可實施的架構、功能及操作之流程圖及方塊圖。因此，流程圖或方塊圖中的每個方塊可表示一模組、區段、或部分的程式碼，其包含一個或多個可執行指令，以實施指定的邏輯功能。另當注意者，某些其他的實施例中，方塊所述的功能可以不依圖中所示之順序進行。舉例來說，兩個圖示相連接的方塊事實上亦可以皆執行，或依所牽涉到的功能在某些情況下亦可以依圖示相反的順序執行。此外亦需注意者，每個方塊圖及/或流程圖的方塊，以及方塊圖及/或流程圖中方塊之組合，可藉由基於特殊目的硬體的系統來實施，或者藉由特殊目的硬體與電腦指令的組合，來執行特定的功能或操作。

下文以第一圖開始參照附圖說明根據本發明實施例，其係揭示本案較佳實施例之一種資訊處理系統102之電源供應系統的方塊圖。資訊處理系統102包括一中央處理器(未示於圖中)、一系統管理模組104等等，資訊處理系統102係分別電耦接至少兩個電源供應單元(PSU，Power Supply Unit)，該至少兩個電源供應單元可以是直流電源供應單元，可以是交流電源供應單元，或是直流電源供應單元及交流電源供應單元之混合使用，電源供應單元對於熟悉相關產業者為一般的知識，在此不詳細敘述。以電源系統具有兩個電源供應單元116、120之實施例而言，該電源系統由電源108、112供電，資訊處理系統102的電源供應系統包括：第一電源供應單元116，分別電耦接至該資訊處理系統102及電源108；及第二電源供應單元120，分別電耦接至該資訊處理系統102及電源112，其中回應於該電源供應系統開始供電給該資訊處理系統102，第一電源供應單元116及第二電源供應單元120的其中之一供電給資訊處理系統102，第一電源供應單元116及第二電源供應單元120的其中另一不供電給資訊處理系統102。在本發明一較佳實施例中，資訊處理系統102的系統管理模組104用以取得第一電源供應單元116之一總導通時間及第二電源供應單元120之一總導通時間；並用以比較第一電源供應單元116之總導通時間及該第二電源供應單元120之總導通時間以取得一總導通時間差值；及回應於總導通時間差值超過一預定臨限值，切換為具較短總導通時間之電源供應單元以供電給資訊處理系統102。在本發明另一較佳實施例中，第一電源供應單元116之第一電源供應單元微控制器(Microprocessor Control Unit)204(參見第二圖)及第二電源供應單元120之第二電源供應單元微控制器224(參見第二圖)藉由通訊匯流排136相互溝通，第一電源供應單元微控制器204及第二電源供應單元微控制器224均可進行以下步驟：取得第一電源供應單元116之一總導通時間及第二電源供應單元120之一總導通時間；用以比較第一電源供應單元116之總導通時間及該第二電源供應單元120之總導通時間以取得一總導通 時間差值；及回應於總導通時間差值超過一預定臨限值，切換為具較短總導通時間之電源供應單元以供電給資訊處理系統102。

資訊處理系統102可例如為伺服器單元、資料處理器單元、交換機單元、路由器單元、網路設備單元、或其他電腦組件單元，本發明並不欲加以限制。舉例而言，伺服器單元的基本架構與元件可參見一般的個人電腦或伺服器，例如IBM公司的System X、Blade Center或eServer伺服器，與本發明無關的細節將省略不予描述。

電源108、電源112等可為同一電源或以分別獨立電源來實施，同時電源108、電源112等可例如藉由公用電力網路、不斷電系統、電池而獲得電力，本發明並不欲加以限制。當第一電源供應單元116、第二電源供應單元120為交流電源供應單元時，可將外部交流電壓轉化為直流電壓。另一方面，當第一電源供應單元116、第二電源供應單元120為直流電源供應單元時，可將外部直流電壓轉化為直流電壓以供提後續系統使用。

在一較佳實施例中，系統管理模組104典型上為一個監控系統操作的微控制器模組，可包含微控制器與記憶體(未示於圖中)。中央處理器、系統管理模組104等組件可以安裝在一主機板(未示於圖中)上，系統管理模組104較佳可為資訊處理系統102之主機板上之一整合管理模組(IMM，Integrate Management Module)，一基板管理控制器(BMC，Baseboard Management Controller)、一節點管理員(Node Manager)或是EC(Embedded controller)，ME(Management Engine)等等，本發明並不欲加以限定。系統管理模組104可參考Renesas公司的H8S/2117、Altera公司的EP4CE15F、或是Microchip公司的DSPIC30F，或是參考上述同屬申請人之美國專利公開號US 20110320826的描述而進一步修改或延伸。

以整合管理模組為例，其韌體遵循智慧平台管理介面(Intelligent Platform Management Interface,IPMI)標準以進行系統監控。事實上，IMM透過IPMI 2.0合規性及Serial over LAN(SOL)提供系統管理功能， 為支援跨產品組合的通用管理介面，並提供伺服器監測、警示和遠端控制，達成完整的機上系統管理支援。因為智慧平台管理介面標準對於熟悉相關產業者為一般的知識，在此不詳細敘述。關於IPMI規範的參考資料，如IPMI 2.0，可在以下網站上取得：http：//www.intel.com/design/servers/ipmi/。

另一方面，電源供應單元116之第一電源供應單元微控制器204及/或第二電源供應單元120之第二電源供應單元微控制器224可參考Renesas公司的H8S/2117、Altera公司的EP4CE15F、或是Microchip公司的DSPIC30F，或是參考上述同屬申請人之美國專利公開號US 20110320826的描述而進一步修改或延伸。

系統管理模組104可透過通訊匯流排136分別電耦接至第一電源供應單元微控制器204及第二電源供應單元微控制器224。藉由通訊匯流排136，系統管理模組104(例如IMM)、第一電源供應單元微控制器204、第二電源供應單元微控制器224間可進行通訊。通訊匯流排136可使用各種通訊協定，例如PMBUS或SMBUS等等，但不以此為限。以使用I2C(PMBUS)之通訊協定為例，以時脈訊號(SCL，Serial Clock Line)與資料訊號(SDA，Serial Data Line)，產生0與1差異變化訊號於匯流排上，再將訊號由通訊匯流排136送至第一電源供應單元微控制器204及第二電源供應單元微控制器224進行雙向通訊，透過通訊協定傳輸的資料轉換為相關指令。

如前述，複數個電源供應單元中至少一電源供應單元可配置以處於零輸出模式。即在其他電源供應單元正常供電時，該至少一電源供應單元維持在零輸出模式，其瓦數輸出實質上為零。以兩個電源供應單元之實施例而言，第一電源供應單元116正常供電時，第二電源供應單元120處於零輸出模式，但達到切換供電之電源供應單元的條件時，正常供電之電源供應單元會切換至第二電源供應單元120，第一電源供應單元116則切換為零輸出模式，反之亦然。

請參閱第二圖，揭示本案第二圖實施例中資訊處理系統102、第一電源供應單元116、第二電源供應單元120之結構示意圖。第一電源供應單元116包括第一電源供應單元微控制器204、一第一電源輸出模組208、及一第一切換模組212。第一電源供應單元微控制器204接受由系統管理模組104而來的訊號以進行雙向通訊。典型上，系統管理模組104藉由個別的界面來管理資訊處理系統102，例如但不限於電源管理、系統狀態偵測、系統回復控制、事件過濾、及事件發生記錄等等。系統管理模組104可具有一或多個訊號埠口，以輸出控制訊號至第一電源供應單元116及第二電源供應單元120的運作或是設定。第一電源供應單元微控制器204電耦接於第一電源輸出模組208，第一電源輸出模組208接受由第一電源供應單元微控制器204而來的控制訊號以運作電源輸出模組208來提供輸出電源。第一電源輸出模組208電耦接於第一切換模組212，第一切換模組212可以二極體(diode)實施，接受由第一電源輸出模組208而來的輸入資訊(控制訊號)以執行開路或斷路之判斷達成電源輸出或零輸出之目的。

第二電源供應單元120包括第二電源供應單元微控制器224、一第二電源輸出模組228、及一第二切換模組232。第二電源供應單元微控制器224接受由系統管理模組104而來的訊號以進行雙向通訊。系統管理模組104可具有一或多個訊號埠口，以輸出控制訊號至第一電源供應單元116及第二電源供應單元120的運作或是設定。第二電源供應單元微控制器224電耦接於第二電源輸出模組228，第二電源輸出模組228接受由第二電源供應單元微控制器224而來的控制訊號以運作電源輸出模組228來提供輸出電源。第二電源輸出模組228電耦接於第二切換模組232，第二切換模組232可以二極體實施，接受由第二電源輸出模組228而來的輸入資訊(控制訊號)以執行開路或斷路之判斷達成電源輸出或零輸出之目的。另一方面，第一切換模組212及第二切換模組232可例如藉由電力軌(power rail)236電耦接於資訊處理系統102，本發明並不欲加以限制。

第一電源輸出模組208、第二電源輸出模組228可為一脈波寬度調變(Pulse Width Modulator，PWM)控制器、脈波頻率調變(Pulse Frequency Modulator，PFM)等等，本發明並不欲加以限定，用以根據控制訊號來控制電源輸出模組之直流電的輸出以及準位。簡言之，第一電源輸出模組208(第二電源輸出模組228)作動時，同時第一切換模組212(第二切換模組232)作動時，可表示電源有輸出至給資訊處理系統102。

藉由系統管理模組104(例如但不限於IMM)、第一電源供應單元微控制器204、第二電源供應單元微控制器224間的通訊，在運作時，資訊處理系統102之系統管理模組104可設定第一電源供應單元116及第二電源供應單元120之其中之一為資訊處理系統102主電源供應，而另一為備用電源供應，處於待機模式，並不輸出電源。對資訊處理系統102而言，不輸出電源的電源供應單元即定義為零輸出模式。換言之，在第一電源供應單元116正常供電時，第二電源供應單元120處於零輸出模式，在第二電源供應單元120正常供電時，第一電源供應單元116處於零輸出模式。

第三圖為根據本發明一較佳實施例，說明第一電源供應單元微控制器204及相關組件之結構示意圖。第一電源供應單元微控制器204包括一計數器308、一儲存裝置312、一比較器316、一輸出接腳317。計數器308電耦接至儲存裝置312，儲存裝置312電耦接至比較器316、系統管理模組104、第二電源供應單元微控制器224，比較器316電耦接至輸出接腳317，用以比較第一電源供應單元116及第二電源供應單元120的導通時間並輸出。儲存裝置312可例如但不限於暫存器、快取記憶體等等，以暫存器為例，可在其不同位址儲存各項電源資料：電源資料A、電源資料B、...、電源資料X等等。各項電源資料可包括第一電源供應單元116之總導通時間、第二電源供應單元120之總導通、電壓資料、電流資料、功率資料、產品資料等等。暫存器312與系統管理模組104中的資料傳輸為雙 向，藉由(1)第一電源供應單元微控制器204/第二電源供應單元微控制器224中內建韌體及/或(2)系統管理模組104內建韌體執行演算法及動作，利用暫存器儲存第一電源供應單元116之總導通時間及第二電源供應單元120之總導通，比較以取得一總導通時間差值，在總導通時間差值超過一預定臨限值時，切換為具較短總導通時間之電源供應單元以供電。在此以第一電源供應單元微控制器204示意其結構圖，事實上，第二電源供應單元微控制器224具有等效而類似的結構，應為熟此技藝領域者所推知，在此不再贅述。

第一電源供應單元微控制器204/第二電源供應單元微控制器224、系統管理模組104分別包含微控制器與記憶體，據此上述韌體可以實施，記憶體可例如但不限於一非揮發性記憶體，像是一快閃唯讀記憶體(flash ROM)、一非揮發性電可擦可程式唯讀記憶體(EEPROM)等等。非揮發性記憶體包括受保護區域及可快閃區域。受保護區域內所儲存的為不可擦除碼，可例如但不限於用以執行本發明演算法之韌體、額外功能資訊。可快閃區域所儲存可例如但不限風扇轉速參數、工作環境溫度參數及一些相關之參數，或其他電源控制的參數等等。

計數器308用以產生時脈訊號，以取得第一電源供應單元116之導通時間，可例如但不限於一石英振盪器(crystal oscillator)。輸出接腳317可例如以DSPIC30F的一通用輸出(General Purpose Output，GPO)接腳(Pin)而實施，前述的比較結果可經由通用輸出接腳(由電源供應單元微控制器所控制)而輸出至第一電源輸出模組208及計數器308，進而控制資訊處理系統102之供電管理。輸出接腳317電耦接至計數器308，用以致能計數器之計數運作，輸出接腳317電耦接至第一電源輸出模組208，用以致能電源輸出模組之電壓準位。第一電源供應單元微控制器204的組件個別觀之均為習知組件，另一方面，第二電源供應單元微控制器224亦具有類似的組件及韌體，以實施如第一電源供應單元微控制器204之功能，亦不再 贅述。

在一較佳實施例中，系統管理模組104會週期性地輪詢(polling)第一電源供應單元微控制器204及第二電源供應單元微控制器224來監視資訊處理系統102當前的供電狀態，記錄各電源供應單元之總導通時間，比較各電源供應單元之總導通時間，然後做相應的電源供應單元管理措施。

在另一較佳實施例中，第一電源供應單元微控制器204及第二電源供應單元微控制器224可透過通訊匯流排136，雙方互相溝通，藉由第一電源供應單元微控制器204中所實施之韌體及/或第二電源供應單元微控制器224中所實施之韌體，第一電源供應單元微控制器204及/或第二電源供應單元微控制器224相互間以主(master)/從(slave)角色的方式發出/接收讀的指令進行週期性地輪詢，可記錄各電源供應單元之總導通時間，比較各電源供應單元之總導通時間，然後做相應的電源供應單元管理措施。

在以上兩個較佳實施例中，由系統管理模組104或是第一電源供應單元微控制器204/第二電源供應單元微控制器224相互以主/從方式進行電源的選擇可藉由一硬體而達成。以第一電源供應單元微控制器204為例，可使用一或閘(未示於圖中)接受系統管理模組104的訊號及第二電源供應單元微控制器224的訊號，再將訊號傳輸至比較器316，系統管理模組104的訊號及第二電源供應單元微控制器224透過通訊匯流排136(例如PM Bus)連接。藉由此硬體配置，以進行相互通訊並執行指令，達成選擇由何者進行第一電源供應單元116及第二電源供應單元120之負載時間平衡管理。當然，以上選擇亦可藉由一韌體達成，因此為熟此技藝領域者所易於推知，在此不再贅述。

要強調的是，當第一電源供應單元116及第二電源供應單元120之其中之一設為資訊處理系統102之主電源供應時，另一為備用電源供 應，處於零輸出模式，其瓦數輸出實質上為零，因此第二圖所示之電源供應系統可維持於低淨耗電，其能源效率相對較佳。在一電源供應單元無法供電時，另一電源供應單元可立即供電，提供備用之電源。

請再參見第二圖及第三圖，第一切換模組(例如二極體)212及第二切換模組(例如二極體)232電耦接於資訊處理系統102以控制對資訊處理系統102之供電。第一切換模組212(或第二切換模組232)的輸入端為高位準電位時，第一切換模組212(或第二切換模組232)為導通，此時可定義為第一電源供應單元116(或第二電源供應單元120)為導通，計數器308(或第二電源供應單元微控制器224之計數器)開始進行計數，得到第一電源供應單元116(或第二電源供應單元120)的導通時間，加總之前的導通時間即可得到第一電源供應單元116(或第二電源供應單元120)的總導通時間。另一方面，第一切換模組212(或第二切換模組232)的輸入端為低位準電位時，第一切換模組212(或第二切換模組232)為不導通，此時可定義為第一電源供應單元116(或第二電源供應單元120)為不導通，計數器308(或第二電源供應單元微控制器224之計數器)不計數，維持原來的總導通時間。

如前述，使用硬體或對應韌體，可使用系統管理模組104或第一電源供應單元微控制器204/第二電源供應單元微控制器224進行電源供應單元之控制。系統管理模組104、第一電源供應單元微控制器204、第二電源供應單元微控制器224以通訊匯流排136進行相互連接，透過通訊協定傳輸的資料(包括格式化之一標頭(header)，例如具有I2C規定的格式)，在資料欄位載明辨識進行電源控制的是系統管理模組104或第二電源供應單元微控制器224。例如依使用者偏好藉以判何者進行電源供應單元之控制。另一方面，對第二電源供應單元120而言，以類似方式，使用系統管理模組104或第一電源供應單元微控制器204進行電源控制來達成切換第一電源供應單元116及第二電源供應單元120。透過通訊協定傳輸的資料及其格式已為此領域中的已知技藝，應為熟此技藝領域者所知。

概括而言，在本發明一較佳實施例中，資訊處理系統102的系統管理模組104取得第一電源供應單元116之一總導通時間及第二電源供應單元120之一總導通時間以進行第一電源供應單元116及第二電源供應單元120的供電管理。

在本發明另一較佳實施例中，第一電源供應單元微控制器204及第二電源供應單元微控制器224相互溝通並取得第一電源供應單元116之一總導通時間及第二電源供應單元120之一總導通時間，進而相互合作以進行第一電源供應單元116及第二電源供應單元120的供電管理。在本較佳實施例中，第一電源供應單元微控制器204及/或第二電源供應單元微控制器224執行電源供應管理。第一電源供應單元微控制器204及第二電源供應單元微控制器224透過可透過I/O連接埠(通用輸出GPO)耦合到輸出模組(208、228)，發出信號控制電源輸出模組(208、228)的電壓控制器(未示於圖中)的輸出。I/O連接埠可透過一般FPGA皆具有的通用輸出(GPO)傳輸介面來實施，但亦可實施為特定的連接埠。通用輸出傳輸介面為一具彈性的介面，其允許各種量身訂做的耦合方式。系統管理模組104發揮一監控晶片的作用，分享第一電源供應單元116及第二電源供應單元120之總導通時間，以用於比較總導通時間，以及提供對圖形使用者介面(GUI，未示於圖中)報告相關資訊的目的。

以下配合第一圖、第二圖、第三圖所示之硬體架構以及第四圖之流程圖說明本發明實施例之電源供應控制方法400。

步驟404：回應於電源供應系統開始供電給資訊處理系統102，控制使第一電源供應單元116及第二電源供應單元120其中之一為供電(即導通)，另一為零輸出(即非導通)。如前述，上述控制由(1)系統管理模組104或(2)第一電源供應單元微控制器204及/或第二電源供應單元微控制器224執行。

步驟408：取得第一電源供應單元116之一總導通時間。在 一較佳實施例中，電源供應單元116之第一電源供應單元微控制器204可透過通訊匯流排136，提供第一電源供應單元116的總導通時間給資訊處理系統102之系統管理模組104。步驟408與步驟412的順序可對換。

步驟412：取得第二電源供應單元120之一總導通時間。在一較佳實施例中，第二電源供應單元120之第二電源供應單元微控制器224可透過通訊匯流排136，提供第二電源供應單元120的總導通時間給資訊處理系統102之系統管理模組104的暫存器。系統管理模組104對第一電源供應單元116之第一電源供應單元微控制器204的暫存器及第二電源供應單元120之第二電源供應單元微控制器224的暫存器進行輪詢，可以取得第一電源供應單元116的總導通時間、第二電源供應單元120的總導通時間、及其差值(參見步驟420)，以整合管理模組(IMM)為例，整合管理模組會週期性地輪詢第一電源供應單元微控制器204及第二電源供應單元微控制器224來監視第一電源供應單元116及第二電源供應單元120的總導通時間，及時記錄，並做相應的電源供應單元切換步驟(參見步驟428)。簡言之，整合管理模組視為一個獨立的運算和控制單元，內建韌體來驅動第四圖之動作及演算法。要說明的是，現今用於第一電源供應單元微控制器204及第二電源供應單元微控制器224的暫存器可為16位元、32位元等等，對於各種資料，依據需求，暫存器可暫存的位置很多。系統管理模組104進行輪詢的間隔可依實際需要而調整，例如但不限於大於400K的頻率，然一般而言，輪詢的的頻率越高，達到負載平衡的時間越準確，在此較佳實施例中，可預設為一分鐘輪詢一次，本發明並不欲加以限制。在另一較佳實施例中，第一電源供應單元116之第一電源供應單元微控制器204及第二電源供應單元120之第二電源供應單元微控制器224可透過通訊匯流排136，雙方互相溝通，藉由第一電源供應單元微控制器204實施方法400之韌體及第二電源供應單元微控制器224實施方法400之韌體，第一電源供應單元微控制器204及/或第二電源供應單元微控制器224可取得第一電源供 應單元116的總導通時間及第二電源供應單元120的總導通時間。在此較佳實施例中，第一電源供應單元116之第一電源供應單元微控制器204及/或第二電源供應單元120之第二電源供應單元微控制器224進行輪詢的間隔可依實際需要而調整，例如但不限於大於400K的頻率。再者，第一電源供應單元微控制器204(或第二電源供應單元微控制器224)包括暫存器(未示於圖中)，用以記錄其總導通時間，利於後續傳輸、比較、相減等動作。

步驟416：取得用於決定第一電源供應單元116及第二電源供應單元120之一為導通之一參數值(即預定臨限值)N。在一較佳實施例中，可設定參數值N為一年、二年等等，惟本發明並不欲加以限制。

步驟420：基於第一電源供應單元116之總導通時間及第二電源供應單元120之總導通時間，以取得一總導通時間差值之絕對值。

步驟424：決定該總導通時間差值之絕對值是否大於或等於該參數值，如果是，則前進到步驟428，如果不是，則前進到步驟432。在一較佳實施例中，第一電源供應單元116之總導通時間為T1及第二電源供應單元120之總導通時間為T2，如果|T1-T2|N，則前進到步驟428，如果|T1-T2|<N，則前進到步驟432。

步驟428：回應於該總導通時間差值之絕對值超過該參數值，使得第一電源供應單元116及第二電源供應單元120中其總導通時間較短者切換為供電(即導通)，並前進到步驟404。然後重複方法400，再開始進行輪詢。換言之，被切換為不導通的電源供應單元進入零輸出模式。在執行完上述的步驟後，判斷而決定那一個電源供應單元要導通，對於要導通之電源供應單元，第一電源供應單元微控制器204(或第二電源供應單元微控制器224)送出控制訊號至第一電源輸出模組208(或第二電源輸出模組228)，再進一步控制第一切換模組212(或第二切換模組232)，以導通第一電源供應單元116(或第二電源供應單元120)。在一實施例中，當切換第一電源供應單元116為導通，第二電源供應單元120為不導通時，前述控制 訊號控制第一電源輸出模組208的輸出為HIGH，使得第一切換模組212之二極體導通，進而第一電源供應單元116導通，而前述控制訊號控制第二電源輸出模組228的輸出為LOW，使得第二切換模組232之二極體不導通，進而第二電源供應單元120不導通。

步驟432：回應於該總導通時間差值之絕對值非超過該參數值，使原導通之電源供應單元繼續供電(即導通)，前進到步驟404。然後重複方法400，再開始進行輪詢。要注意的是，根據此流程圖，在全部步驟及時間中，第一電源供應單元116及第二電源供應單元120中只有一個電源供應單元會導通。

一般電源供應單元擔保的使用(總開啟)時間為不超過五年，在高溫重載的情況下，使用中元件的老化情況比沒有使用元件的老化情況為嚴重，根據本發明之負載平衡，非所有電源供應單元同時使用及輸出電源，在輕載(light load)的情況下，當應用部分電源供應單元處於零輸出模式時，僅使用部分電源供應單元供電。

值得說明的是，第一圖至第三圖之實施例透過一具有兩個電源供應單元116、120之資訊處理系統102加以說明，但熟此技藝者應可輕易地推及更多種的情況及環境，例如不限於兩個以上的電源供應單元，以三個電源供應單元為例，設定為其中之一電源供應單元為導通，其他電源供應單元為備用狀態，處於零輸出模式。在一較佳實施例中，每一電源供應單元的總導通時間傳輸給系統管理模組(IMM)，系統管理模組對於兩兩電源供應單元的總導通時間進行比較，然後依本發明技術，於全部比較完成後，回應於總導通時間差值超過一預定臨限值，切換為具較短總導通時間之電源供應單元以供電給資訊處理系統。在另一較佳實施例中，每一電源供應單元的電源供應單元微控制器之暫存器儲存其他電源供應單元之總導通時間，進行兩兩電源供應單元的總導通時間比較，然後依本發明技術，於全部比較完成後，回應於總導通時間差值超過一預定臨限值，切換為具 較短總導通時間之電源供應單元以供電給資訊處理系統，但本發明並不欲限定於上述內容。

在不脫離本發明精神或必要特性的情況下，可以其他特定形式來體現本發明。應將所述具體實施例各方面僅視為解說性而非限制性。因此，本發明的範疇如隨附申請專利範圍所示而非如前述說明所示。所有落在申請專利範圍之等效意義及範圍內的變更應視為落在申請專利範圍的範疇內。

Claims (18)

1. 一種資訊處理系統之電源系統，該電源系統由一電源供電，包括：一第一電源供應單元，電耦合到該資訊處理系統；一第二電源供應單元，電耦合到該資訊處理系統；及一控制器，回應於該電源系統供電給該資訊處理系統，用以控制該第一電源供應單元及第二電源供應單元之一供電給該資訊處理系統，該第一電源供應單元及第二電源供應單元之另一為零輸出。
2. 如請求項1之電源系統，其中在該零輸出之該電源供應單元未導通而處於一待命狀態，且其瓦數輸出實質上為零。
3. 如請求項1之電源系統，其中該控制器用以取得該第一電源供應單元之一總導通時間及該第二電源供應單元之一總導通時間，用以比較該第一電源供應單元之該總導通時間及該第二電源供應單元之該總導通時間以取得一總導通時間差值，及回應於該總導通時間差值大於或等於一參數值，控制具較短總導通時間之電源供應單元以供電給該資訊處理系統。
4. 如請求項3之電源系統，其中回應於該總導通時間差值未超過該參數值，控制原供電之電源供應單元繼續供電。
5. 如請求項3之電源系統，其中該控制器包括該資訊處理系統之一系統管理模組，藉由一通訊匯流排電耦合至該第一電源供應單元及該第二電源供應單元，以取得該總導通時間差值及決定欲供電之電源供應單元。
6. 如請求項5之電源系統，其中該第一電源供應單元包括一第一電源供 應單元微控制器及該第二電源供應單元包括一第二電源供應單元微控制器，藉由一通訊匯流排相互溝通。
7. 請求項6之電源系統，其中該控制器包括該第一電源供應單元微控制器及/或該第二電源供應單元微控制器，藉由該通訊匯流排，該第一電源供應單元微控制器及/或該第二電源供應單元微控制器取得該總導通時間差值及決定供電之電源供應單元。
8. 如請求項6之電源系統，其中該第一電源供應單元微控制器包括一第一計數器，用以取得該第一電源供應單元之該總導通時間，該第二電源供應單元微控制器包括一第二計數器，用以取得該第二電源供應單元之該總導通時間；其中該第一電源供應單元包括一第一電源輸出模組，用以為該第一電源供應單元微控制器所控制以輸出電源，該第二電源供應單元包括一第二電源輸出模組，用以為該第二電源供應單元微控制器所控制以輸出電源。
9. 如請求項8之電源系統，其中該第一電源供應單元微控制器包括：一第一儲存裝置，電耦接至該第一計數器、該系統管理模組、該第二電源供應單元微控制器，用以儲存該第一電源供應單元之該總導通時間、該第二電源供應單元之該總導通時間；一第一比較器，電耦接至該第一儲存裝置，用以比較該第一電源供應單元及第二電源供應單元的導通時間；及一輸出接腳，電耦接至該第一比較器、該第一計數器、該第一電源輸出模組，用以控制該第一電源輸出模組的輸出準位。
10. 如請求項9之電源系統，其中該第一電源供應單元微控制器/該第二 電源供應單元微控制器執行決定欲供電之電源供應單元之演算法，或該系統管理模組執行決定欲供電之電源供應單元之演算法。
11. 一種資訊處理系統之電源系統的電源供應方法，該電源系統由一電源供電，該電源系統包括：一第一電源供應單元，電耦合到該資訊處理系統，一第二電源供應單元，電耦合到該資訊處理系統，及一控制器，該方法包括：回應於該電源系統供電給該資訊處理系統，以該控制器控制該第一電源供應單元及第二電源供應單元之一供電給該資訊處理系統，該第一電源供應單元及第二電源供應單元之另一為零輸出。
12. 如請求項11之電源供應方法，該方法包括：以該控制器取得該第一電源供應單元之一總導通時間及該第二電源供應單元之一總導通時間；及以該控制器取得用於決定該第一電源供應單元及該第二電源供應單元之一為零輸出之一參數值。
13. 如請求項12之電源供應方法，該方法包括：回應於該總導通時間差值大於或等於該參數值，以該控制器控制具較短總導通時間之電源供應單元以供電給該資訊處理系統。
14. 如請求項12之電源供應方法，該方法包括：回應於該總導通時間差值未超過該參數值，以該控制器控制原供電之電源供應單元繼續供電。
15. 如請求項11之電源供應方法，其中該控制器包括該資訊處理系統之一 系統管理模組，藉由一通訊匯流排電耦合至該第一電源供應單元及該第二電源供應單元，以取得該總導通時間差值及決定欲供電之電源供應單元。
16. 如請求項11之電源供應方法，其中該零輸出之該電源供應單元未導通而處於一待命狀態，且其瓦數輸出實質上為零。
17. 如請求項11之電源供應方法，其中該第一電源供應單元包括一第一電源供應單元微控制器及該第二電源供應單元包括一第二電源供應單元微控制器，藉由一通訊匯流排相互溝通，其中該控制器包括該第一電源供應單元微控制器及/或該第二電源供應單元微控制器，該第一電源供應單元微控制器及/或該第二電源供應單元微控制器取得該總導通時間差值及決定供電之電源供應單元。
18. 一種電腦程式產品，包含電腦程式碼，當載入至一資訊處理系統且在其上執行時，使得該資訊處理系統執行如請求項11到17之任一項的方法。