一种主板的供电电压的控制装置及服务器的制作方法

1.本发明涉及电压控制的技术领域，特别是涉及一种主板的供电电压的控制装置及服务器。


背景技术：

2.在现有技术中，服务器的主板通常会在不同配置下搭配不同的板卡，主板和板卡上都设置有电源连接器，搭配在主板上的板卡的电源连接器会与主板上的电源连接器连接，以便主板上的电源通过相连的电源连接器为板卡供电。当多个板卡需要的供电电压相同时，通常会共用主板上的电源连接器；当多个板卡需要的供电电压不同时，通常会在主板上设置不同的电源连接器来满足不同配置下相应的板卡的供电电压需求，所以在现有的主板上通常会看到数目较多的电源连接器，这些电源连接器占据着主板上较大部分的pcb（printed circuit board，印制电路板）空间，限制了主板所在服务器的功率密度的提升和增加了服务器的成本，也使板卡的电源连接器与主板的电源连接器的接错概率增加，进而可能导致板卡无法正常工作，甚至烧毁。


技术实现要素：

3.本发明的目的是提供一种主板的供电电压的控制装置及服务器，与现有技术相比，该方案实现了在主板对不同供电电压需求的板卡供电时主板上电源连接器的共用，减少了主板上电源连接器的使用数量、较多电源连接器所耗费的成本及这些电源连接器所占用的主板上的pcb空间，提高了主板所在服务器的功率密度；同时也减小了板卡与主板上电源连接器的接错概率，进而减小了板卡无法正常工作，甚至烧毁的概率。
4.为解决上述技术问题，本发明提供了一种主板的供电电压的控制装置，该装置包括设置在主板上的第一电源连接器、处理器和n个可控开关模块，n为预设的不小于2的整数；n个所述可控开关模块的输入端分别一一对应接入供电电压，n个所述可控开关模块的输出端均与所述第一电源连接器的供电引脚连接；所述第一电源连接器与搭配在所述主板上的板卡的第二电源连接器相连接，用于输出所述板卡所需的供电电压；所述处理器与所述n个可控开关模块的控制端连接，用于在确定插入所述第一电源连接器的板卡时，控制与插入所述第一电源连接器的板卡对应的可控开关模块导通，控制其他可控开关模块断开。
5.优选的，还包括检测模块，所述检测模块的输入端与所述第一电源连接器的第一在位检测引脚连接，所述检测模块的输出端与所述处理器连接，用于通过所述第一在位检测引脚检测插入所述第一电源连接器的板卡并输出检测结果；所述处理器还用于根据所述检测结果确定插入所述第一电源连接器的板卡。
6.优选的，所述第一在位检测引脚的数量为m，各所述板卡的第二电源连接器的各第
二在位检测引脚与各所述第一在位检测引脚一一对应，各所述第二在位检测引脚接地或者悬空，所述检测模块包括m个子检测模块，所述子检测模块包括第一电源和第一电阻，所述第一电源与所述第一电阻的一端连接，所述第一电阻的另一端作为所述子检测模块的输入端和输出端，m为正整数。
7.优选的，所述第一在位检测引脚的数量为m，各所述板卡的第二电源连接器的各第二在位检测引脚与各所述第一在位检测引脚一一对应，各所述第二在位检测引脚接高电平或者悬空，所述检测模块包括m个子检测模块，所述子检测模块为第二电阻，所述第二电阻的一端作为所述子检测模块的输入端和输出端，所述第二电阻的另一端接地，m为正整数。
8.优选的，所述可控开关模块包括第一可控开关、第二可控开关、第三电阻和第二电源，所述第二可控开关的控制端作为所述可控开关模块的控制端，所述第二可控开关的第一端接地，所述第二可控开关的第二端分别与所述第三电阻的一端和所述第一可控开关的控制端连接；所述处理器具体用于在确定插入所述第一电源连接器的板卡时，控制与插入所述第一电源连接器的板卡对应的可控开关模块的第二可控开关导通，控制其他可控开关模块的第二可控开关断开；所述第三电阻的另一端与所述第二电源连接；所述第一可控开关的第一端作为所述可控开关模块的输入端，所述第一可控开关的第二端作为所述可控开关模块的输出端，用于在所述第二可控开关导通时导通，否则，断开。
9.优选的，所述可控开关模块还包括第四电阻和第三电源，所述第四电阻的一端与所述第二可控开关的控制端连接，所述第四电阻的另一端与所述第三电源连接；所述处理器具体用于在确定插入所述第一电源连接器的板卡时，向与插入所述第一电源连接器的板卡对应的可控开关模块的第二可控开关的控制端输出高电平，向其他可控开关模块的第二可控开关的控制端输出低电平。
10.优选的，还包括n个提示模块，n个所述提示模块的控制端分别一一对应连接n个所述可控开关模块的控制端，用于在与自身对应的可控开关模块导通时发出提示。
11.优选的，所述提示模块包括发光二极管、第五电阻、第三可控开关和第四电源，所述发光二极管的阳极与所述第四电源连接，所述发光二极管的阴极与所述第五电阻的一端连接；所述第五电阻的另一端与所述第三可控开关的第一端连接；所述第三可控开关的控制端作为所述提示模块的控制端，所述第三可控开关的第二端接地；所述提示模块具体用于在与自身对应的可控开关模块导通时控制所述第三可控开关导通，在与自身对应的可控开关模块断开时控制所述第三可控开关断开；所述第三可控开关用于在导通时控制所述发光二极管发光进行提示。
12.优选的，还包括bmc和降压模块，所述降压模块的输入端与所述第一电源连接器的供电引脚连接，所述降压模块的输出端与所述bmc连接；所述bmc与所述处理器连接；所述bmc用于接收所述处理器发送的插入所述第一电源连接器的板卡的信息，并在判断所述第一电源连接器的供电引脚的电压未在与所述板卡相对应的电压的阈值范围内时向所述处理器进行反馈；所述处理器还用于在接收到所述bmc的反馈信息时，断开n个所述可控开关模块。
13.为解决上述技术问题，本发明还提供了一种服务器，包括上述所述的主板的供电电压的控制装置。
14.本技术提供了一种主板的供电电压的控制装置及服务器，该方案包括设置在主板上的第一电源连接器、处理器和n个可控开关模块，n为预设的不小于2的整数；n个可控开关模块共用主板上的第一电源连接器，处理器在确定插入第一电源连接器的板卡时，控制与该板卡对应的可控开关模块导通，控制其他可控开关模块断开，以实现为该板卡提供对应的供电电压。与现有技术相比，该装置实现了在主板对不同供电电压需求的板卡供电时主板上电源连接器的共用，减少了主板上电源连接器的使用数量、较多电源连接器所耗费的成本及这些电源连接器所占用的主板上的pcb空间，提高了主板所在服务器的功率密度；同时也减小了板卡与主板上电源连接器的接错概率，进而减小了板卡无法正常工作，甚至烧毁的概率。
附图说明
15.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
16.图1为本发明提供的一种主板的供电电压的控制装置的结构示意图；图2为本发明提供的一种主板与板卡的连接关系的结构示意图；图3为本发明提供的另一种主板的供电电压的控制装置的结构示意图。
具体实施方式
17.本发明的核心是提供一种主板的供电电压的控制装置及服务器，与现有技术相比，该方案实现了在主板对不同供电电压需求的板卡供电时主板上电源连接器的共用，减少了主板上电源连接器的使用数量、较多电源连接器所耗费的成本及这些电源连接器所占用的主板上的pcb空间，提高了主板所在服务器的功率密度；同时也减小了板卡与主板上电源连接器的接错概率，进而减小了板卡无法正常工作，甚至烧毁的概率。
18.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
19.图1为本发明提供的一种主板的供电电压的控制装置的结构示意图，该装置包括设置在主板上的第一电源连接器1、处理器2和n个可控开关模块3，n为预设的不小于2的整数；n个可控开关模块3的输入端分别一一对应接入供电电压，n个可控开关模块3的输出端均与第一电源连接器1的供电引脚连接；第一电源连接器1与搭配在主板上的板卡的第二电源连接器相连接，用于输出板卡所需的供电电压；处理器2与n个可控开关模块3的控制端连接，用于在确定插入第一电源连接器1的
板卡时，控制与插入第一电源连接器1的板卡对应的可控开关模块3导通，控制其他可控开关模块3断开。
20.现有技术中，通常服务器会在不同配置下搭配不同的板卡，例如，用于计算性能为主的计算型服务器，通常搭配数据处理能力很强的gpu（graphics processing unit，显示芯片）和传输速度很快、存储容量较大的nvme（non volatile memory express，非易失性内存主机控制器接口规范）硬盘；而用于数据存储功能的存储型服务器，通常搭配具有数据堆栈功能的raid（redundant arrays of independent disks，磁盘阵列）卡和成本较低、存储容量较大的机械硬盘。不同的配置会共用同一主板和同一机箱，当不同配置下的板卡的供电电压一致时，可以考虑主板上电源连接器的复用，但是当不同配置下的板卡的供电电压不一致时，主板为了可以兼容所有的配置，会根据不同配置的板卡的需要放置不同供电电压的电源连接器。
21.请参照图2，图2为本发明提供的一种主板与板卡的连接关系的结构示意图，图中板卡a为主板，电源连接器a与电源连接器b连接，为板卡b提供电压v1；电源连接器c与电源连接器d连接，为板卡c提供电压v2；电源连接器e与电源连接器f连接，为板卡d提供电压v3。
22.因此，在现有的服务器的主板上，存在数目较多的电源连接器，占据了主板上较大部分的pcb空间，限制了服务器功率密度的提升，为解决这一技术问题，本技术中，具有不同供电电压需求的板卡共用主板上的一个电源连接器，从而减小主板上电源连接器的数量。
23.具体的，n个可控开关模块3共用主板上的第一电源连接器1，处理器2在确定插入第一电源连接器1的板卡时，控制与该板卡对应的可控开关模块3导通，使导通的可控开关模块3输出其输入端输入的供电电压，从而实现对该板卡的供电。
24.此外，处理器2内可以预存板卡和可控开关模块3的对应关系，以便在确定插入第一电源连接器1的板卡时对可控开关模块3进行相应控制；处理器2可以为cpld（complex programmable logic device，复杂可编程逻辑器件）。
25.综上，本技术提供了一种主板的供电电压的控制装置，与现有技术相比，该装置实现了在主板对不同供电电压需求的板卡供电时主板上电源连接器的共用，减少了主板上电源连接器的使用数量、较多电源连接器所耗费的成本及这些电源连接器所占用的主板上的pcb空间，提高了主板所在服务器的功率密度；同时也减小了板卡与主板上电源连接器的接错概率，进而减小了板卡无法正常工作，甚至烧毁的概率。
26.在上述实施例的基础上：请参照图3，图3为本发明提供的另一种主板的供电电压的控制装置的结构示意图。
27.作为一种优选的实施例，还包括检测模块，检测模块的输入端与第一电源连接器1的第一在位检测引脚连接，检测模块的输出端与处理器2连接，用于通过第一在位检测引脚检测插入第一电源连接器1的板卡并输出检测结果；处理器2还用于根据检测结果确定插入第一电源连接器1的板卡。
28.本实施例中设置了检测模块来检测插入第一电源连接器1的板卡，具体的，检测模块根据第一电源连接器1的第一在位检测引脚的信息来检测插入第一电源连接器1的板卡，并将检测的结果发送给处理器2。具有不同供电电压需求的板卡在插入第一电源连接器1时会向第一在位检测引脚提供不同的信息来进行区分。
29.综上，通过检测模块使处理器2识别具有不同供电电压需求的板卡，从而实现为相应板卡提供所需的供电电压。
30.作为一种优选的实施例，第一在位检测引脚的数量为m，各板卡的第二电源连接器的各第二在位检测引脚与各第一在位检测引脚一一对应，各第二在位检测引脚接地或者悬空，检测模块包括m个子检测模块4，子检测模块4包括第一电源41和第一电阻r1，第一电源41与第一电阻r1的一端连接，第一电阻r1的另一端作为子检测模块4的输入端和输出端，m为正整数。
31.本实施例中，每个第一在位检测引脚都有对应的子检测模块4，通过检测模块的检测结果来确定插入第一电源连接器1的板卡。
32.例如，当m为1时，此时可以检测两个板卡，一个板卡的第二在位检测引脚接地，处理器2的第一管脚接收到检测模块发送的低电平；另一个板卡的第二在位检测引脚悬空，处理器2的第一管脚接收到检测模块发送的高电平；处理器2通过第一管脚接收的检测结果来确定板卡，从而控制与该板卡对应的可控开关模块3导通，控制与另一个板卡对应的可控开关模块3断开；其中，处理器2控制可控开关模块3的管脚可以为gpio（general
‑
purpose input/output，通用输入输出端口）0和gpio1，处理器2的第一管脚可以为gpio2；当m为2时，此时可以检测四个板卡，请参照表1，表1为本发明提供的一种检测结果的表格。
33.根据表1，板卡b的两个第二在位检测引脚均接地，处理器2的第二管脚和第三管脚均接收到检测模块发送的低电平；板卡c的两个第二在位检测引脚一个接地，另一个悬空，处理器2的第二管脚接收到检测模块发送的低电平，第三管脚接收到检测模块发送的高电平；板卡d的两个第二在位检测引脚的连接情况与板卡c完全相反，处理器2的第二管脚接收到检测模块发送的高电平，第三管脚接收到检测模块发送的低电平；板卡e的两个第二在位检测引脚均悬空，处理器2的第二管脚和第三管脚均接收到检测模块发送的高电平；处理器2通过第二管脚和第三管脚的电平来确定板卡。此外，第二管脚可以为gpio2，第三管脚可以为gpio3。
34.综上，通过该检测模块实现对板卡的检测，电路结构简单且易于实现。
35.表1第二管脚第三管脚板卡在位检测低电平低电平板卡b低电平高电平板卡c高电平低电平板卡d高电平高电平板卡e作为一种优选的实施例，第一在位检测引脚的数量为m，各板卡的第二电源连接器的各第二在位检测引脚与各第一在位检测引脚一一对应，各第二在位检测引脚接高电平或者悬空，检测模块包括m个子检测模块4，子检测模块4为第二电阻，第二电阻的一端作为子检测模块4的输入端和输出端，第二电阻的另一端接地，m为正整数。
36.本实施例中，每个第一在位检测引脚都有对应的子检测模块4，通过检测模块的检测结果来确定插入第一电源连接器1的板卡。
37.例如，当m为1时，此时可以检测两个板卡，一个板卡的第二在位检测引脚接高电
平，处理器2的第一管脚接收到检测模块发送的高电平；另一个板卡的第二在位检测引脚悬空，处理器2的第一管脚接收到检测模块发送的低电平；处理器2通过第一管脚接收的检测结果来确定板卡，从而控制与该板卡对应的可控开关模块3导通，控制与另一个板卡对应的可控开关模块3断开；其中，处理器2控制可控开关模块3的管脚可以为gpio0和gpio1，处理器2的第一管脚可以为gpio2。
38.综上，通过该检测模块实现对板卡的检测，电路结构简单且易于实现。
39.作为一种优选的实施例，可控开关模块3包括第一可控开关q1、第二可控开关q2、第三电阻r3和第二电源31，第二可控开关q2的控制端作为可控开关模块3的控制端，第二可控开关q2的第一端接地，第二可控开关q2的第二端分别与第三电阻r3的一端和第一可控开关q1的控制端连接；处理器2具体用于在确定插入第一电源连接器1的板卡时，控制与插入第一电源连接器1的板卡对应的可控开关模块3的第二可控开关q2导通，控制其他可控开关模块3的第二可控开关q2断开；第三电阻r3的另一端与第二电源31连接；第一可控开关q1的第一端作为可控开关模块3的输入端，第一可控开关q1的第二端作为可控开关模块3的输出端，用于在第二可控开关q2导通时导通，否则，断开。
40.本实施例中，通过可控开关模块3的导通来输出其输入端输入的供电电压，实现对插入第一电源连接器1的板卡的供电。
41.具体的，处理器2在确定插入第一电源连接器1的板卡时，控制与插入第一电源连接器1的板卡对应的可控开关模块3的第二可控开关q2导通，从而使第一可控开关q1的控制端接地，第一可控开关q1导通输出供电电压。
42.此外，第一可控开关q1可以为pmos管，pmos管的栅极作为第一可控开关q1的控制端，pmos管的源极作为第一可控开关q1的第一端，pmos管的漏极作为第一可控开关q1的第二端，pmos管需满足插入第一电源连接器1的板卡的最大工作电流需求；第二可控开关q2可以为nmos管，nmos管的栅极作为第二可控开关q2的控制端，nmos管的源极作为第二可控开关q2的第一端，nmos管的漏极作为第二可控开关q2的第二端。
43.综上，通过第二可控开关q2的导通来实现第一可控开关q1的导通，实现方式更为简便。
44.作为一种优选的实施例，可控开关模块3还包括第四电阻r4和第三电源32，第四电阻r4的一端与第二可控开关q2的控制端连接，第四电阻r4的另一端与第三电源32连接；处理器2具体用于在确定插入第一电源连接器1的板卡时，向与插入第一电源连接器1的板卡对应的可控开关模块3的第二可控开关q2的控制端输出高电平，向其他可控开关模块3的第二可控开关q2的控制端输出低电平。
45.处理器2与可控开关模块3相连的引脚可以是存在高阻态和低电平两种状态的引脚，为了实现处理器2对可控开关模块3的控制，本实施例中，在该引脚为高阻态时，该引脚处相当于连接了一个大电阻，则此时相当于第四电阻r4连接于该大电阻和第三电源32之间，从而使可控开关模块3的控制端输入高电平，可控开关模块3导通；在该引脚为低电平时，该引脚处相当于接地，则此时相当于第四电阻r4的一端连接第三电源32，第四电阻r4的另一端接地，从而使可控开关模块3的控制端输入低电平，可控开关模块3断开。
46.作为一种优选的实施例，还包括n个提示模块5，n个提示模块5的控制端分别一一对应连接n个可控开关模块3的控制端，用于在与自身对应的可控开关模块3导通时发出提示。
47.本实施例中，通过设置提示模块5来对插入第一电源连接器1的板卡进行提示，具体的，具有不同的供电电压需求的板卡对应不同的提示信息，而不同的提示信息又对应不同的可控开关模块3，使板卡与可控开关模块3之间的关系更加鲜明。
48.作为一种优选的实施例，提示模块5包括发光二极管led、第五电阻r5、第三可控开关q3和第四电源51，发光二极管led的阳极与第四电源51连接，发光二极管led的阴极与第五电阻r5的一端连接；第五电阻r5的另一端与第三可控开关q3的第一端连接；第三可控开关q3的控制端作为提示模块5的控制端，第三可控开关q3的第二端接地；提示模块5具体用于在与自身对应的可控开关模块3导通时控制第三可控开关q3导通，在与自身对应的可控开关模块3断开时控制第三可控开关q3断开；第三可控开关q3用于在导通时控制发光二极管led发光进行提示。
49.本实施例中，通过控制发光二极管led发光来进行提示，在可控开关模块3导通时，与该可控开关模块3连接的第三可控开关q3也导通，从而控制发光二极管led发光。
50.具体的，每个提示模块5中的发光二极管led所发出的光的颜色可以均不相同；第三可控开关q3可以为nmos管，nmos管的栅极作为第三可控开关q3的控制端，nmos管的源极作为第三可控开关q3的第二端，nmos管的漏极作为第三可控开关q3的第一端；第五电阻r5为限流电阻，限流后的电流需满足发光二极管led的工作电流需求。
51.综上，通过发光二极管led发光进行提示，增强可识别度。
52.作为一种优选的实施例，还包括bmc（baseboard management controller，基板管理控制器）6和降压模块7，降压模块7的输入端与第一电源连接器1的供电引脚连接，降压模块7的输出端与bmc6连接；bmc6与处理器2连接；bmc6用于接收处理器2发送的插入第一电源连接器1的板卡的信息，并在判断第一电源连接器1的供电引脚的电压未在与板卡相对应的电压的阈值范围内时向处理器2进行反馈；处理器2还用于在接收到bmc6的反馈信息时，断开n个可控开关模块3。
53.为了增加可靠性，本实施例中设置了bmc6和降压模块7，在供电异常时进行断电保护。处理器2在确定插入第一电源连接器1的板卡时，将该板卡的信息发送给bmc6；第一电源连接器1的供电引脚的电压通过降压模块7也传递到bmc6；bmc6在判断第一电源连接器1的供电引脚的电压未在与该板卡相对应的电压的阈值范围内时，向处理器2发送反馈信息；而处理器2在接收到反馈信息后控制n个可控开关模块3均断开，从而实现断电保护。
54.具体的，降压模块7可以由第六电阻r6和第七电阻r7构成，第六电阻r6的一端作为降压模块7的输入端，第六电阻r6的另一端与第七电阻r7的一端连接且连接的公共端作为降压模块7的输出端，第七电阻r7的另一端接地，降压模块7将第一电源连接器1的供电引脚的电压降低至r7/（r6 r7）倍，避免损坏bmc6。
55.此外，bmc6内可以设置模数转换器，将模拟量转换为数字量进行后续判定；bmc6内部还可以提前设定板卡的电压阈值，若第一电源连接器1的供电引脚的电压在此电压阈值范围内，bmc6则判定供电正常；若第一电源连接器1的供电引脚的电压不在此电压阈值范围
内，bmc6则判定供电异常，向处理器2发送反馈信息；bmc6与处理器2间的通信可以通过i2c（inter
‑
integrated circuit，串行通讯总线）链路。
56.综上，通过bmc6和降压模块7在供电异常时，对处理器2进行反馈，处理器2再进行断电保护，避免了损坏插入第一电源连接器1的板卡，提高了安全性和可靠性。
57.本技术还提供了一种服务器，包括上述的主板的供电电压的控制装置。
58.对于本技术提供的服务器中的主板的供电电压的控制装置在上述全部实施例中已经详细说明，此处不再赘述。
59.需要说明的是，在本说明书中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
60.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。