[發明專利]一種基于GD32單片機的PMBUS接口電源板卡及其BMC控制方法

在審

• 申請號: 202210374598.5
• 申請日: 2022-04-11
• 公開（公告）號: CN114816020A
• 公開（公告）日: 2022-07-29
• 發明（設計）人: 郭申;馬洪雨;畢勝;張琨;庒博陽
• 申請（專利權）人: 北京計算機技術及應用研究所
• 主分類號: G06F1/26
• 分類號: G06F1/26;G06F11/30
• 代理公司: 中國兵器工業集團公司專利中心 11011
• 代理人: 辛海明

本發明涉及一種基于GD32單片機的PMBUS接口電源板卡及其BMC控制方法，屬于電源管理領域。本發明提出了電源板卡功能需求及硬件設計方案，提出了GD32單片機軟件實現BMC功能的整體設計流程，提出了在GD32讀取PMBUS接口電源模塊數據，按照實現PMBUS協議進行轉換得到供電電壓、供電電流、工作溫度數據的方法；針對I2C通信不穩定問題，在錯誤中斷、發送超時、錯誤監測位等方面提出針對性軟件容錯處理方法。本發明提高了硬件集成度，降低了軟件設計復雜度且監測數據可靠性得到提升。

技術領域

本發明屬于電源管理領域，具體涉及一種基于GD32單片機的PMBUS接口電源板卡及其BMC控制方法。

背景技術

在航空航天、國防軍工等領域所使用的工控設備具有使用周期長、部署地點偏遠，人工維護成本高等特點，這些設備的穩定運行關系著國家安全等重大利益，因此對工控設備的可靠性有著很高的要求。工控設備一般由電源板卡、計算板卡、通信板卡、管理板卡等部件組成，而在這之中，電源板卡作為工控設備的基礎性部件，對設備的穩定工作起著根本性影響。

近年來，設備維護的信息化、智能化要求不斷提高。越來越多的工控設備在各板卡上增加了專用BMC管理芯片，布置多個傳感器用于采集數據，以I2C作為健康管理總線連接各板卡BMC芯片，采用IPMI健康管理協議進行通信，最終在管理板卡匯總各模塊健康管理數據。常規的電源板卡由交直流轉換電路、單片機、監測傳感器電路等組成。在電源板卡上布置多個電壓監測電路、電流監測電路、熱敏電阻溫度監測電路等。單片機通過多個ADC管腳采集電壓、電流、溫度等數據，將監測信息以IPMI協議上報管理板卡。但這種傳統設計方式，元器件數量多，集成度低，且單片機ADC采樣精度不高，要通過多次采樣取平均和軟件補償誤差等方式進行特殊處理。

發明內容

(一)要解決的技術問題

本發明要解決的技術問題是如何提供一種基于GD32單片機的PMBUS接口電源板卡及其BMC控制方法，以解決現有的電源管理元器件數量多，集成度低，且單片機ADC采樣精度不高，要通過多次采樣取平均和軟件補償誤差等方式進行特殊處理的問題。

(二)技術方案

為了解決上述技術問題，本發明提出一種基于GD32單片機的PMBUS接口電源板卡，該電源板卡包括PMBUS接口電源模塊和GD32單片機，電源模塊負責交直流轉換，GD32單片機具有2路I2C通信接口，第1路與PMBUS接口電源模塊連接，以PMBUS協議從PMBUS接口電源模塊中讀取供電電壓、供電電流和工作溫度，第2路I2C與外部的管理板卡連接，以IPMI協議方式向管理板卡上報監控信息。

進一步地，電源模塊的輸入交流220V電源，輸出直流12V電源。

本發明還提供一種基于GD32單片機的PMBUS接口BMC控制方法，該方法包括如下步驟：

S11、GD32單片機2路I2C控制器初始化，配置通信波特率參數；

S12、GD32單片機向PMBUS接口電源模塊發送使能信號；

S13、從管理板卡輪詢接收IPMI請求消息；

S14、判斷IPMI請求消息校驗和是否正確，如果正確轉入步驟S15，如果錯誤則重置I2C控制器，轉入步驟S13；

S15、解析IPMI請求消息中的IPMI協議請求數據，獲得請求數據中的命令，命令共有3種，分別是獲取供電電壓、獲取供電電流和獲取工作溫度；

S16、根據請求數據中的命令，GD32單片機從PMBUS接口電源模塊中讀取監測數據信息；

S17、根據IPMI協議規范，生成IPMI協議響應數據；