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TWI662767B - 用於電池備用系統的ｏ型環場效電晶體控制方法之電腦實現方法及系統 - Google Patents

用於電池備用系統的ｏ型環場效電晶體控制方法之電腦實現方法及系統 Download PDF

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TWI662767B
TWI662767B TW107101214A TW107101214A TWI662767B TW I662767 B TWI662767 B TW I662767B TW 107101214 A TW107101214 A TW 107101214A TW 107101214 A TW107101214 A TW 107101214A TW I662767 B TWI662767 B TW I662767B
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enable
battery
bbu
psu
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歐陽光華
李文凱
詹景翔
甯淑珍
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廣達電腦股份有限公司
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Abstract

本揭露的各種實施例提供了高效能電池備用(BBU)系統及方法，用於透過BBU系統的微控制器單元(MCU)及O型環場效電晶體系統來管理BBU系統。在一些實施例中，使用伺服器系統的基板管理控制器(BMC)來控制BBU系統的MCU及O型環場效電晶體系統，使得BBU系統可以在沒有電池放電器的情況下在多種操作模式下操作。BBU系統的操作模式包括但不限於電池定電流充電模式、電池定電壓充電模式、電池放電模式或電池容量校正模式。

Description

用於電池備用系統的O型環場效電晶體控制方法 之電腦實現方法及系統
本揭露是有關於一種伺服器系統。
現今的伺服器(server farm)或資料中心通常運用大量的伺服器，以處理各式各樣應用服務的處理需求。每一個伺服器處理各種操作需要一定水平的功率消耗。部分操作屬於”關鍵任務”(mission critical)，而這些”關鍵任務”的中斷可能對於這些操作相關的使用者造成顯著安全漏洞或收入損失。
然而，資料中心的AC電源中斷是無法預料的。在一些例子中，電源中斷造成突然的強制關機及/或可能造成資料損失。資料中心通常具有備用電源(例如，儲存在電池的能量)用以支援在AC電源中斷期間的功率消耗。如果資料中心在發生輸入電源中斷之前，維持一定的備用電源水平，則可以防止突然關機。然而，改善備用電源的效率及可靠度仍然是一個挑戰。
根據本揭露的各種實施例的系統及方法提供了一種高效能的電池備用(Battery Backup，BBU)系統以及透過BBU系統的微控制器單元(MCU)和O型環場效電晶體(ORing FET)系統來管理BBU系統的上述問題的解決方案。更精確地說，本揭露的各種實施例提供了使用伺服器系統的基板管理控制器(Baseboard Management Controller，BMC)來控制MCU和O型環場效電晶體系統的系統和方法，使得BBU系統可以在沒有電池放電器的情況下在多種操作模式下操作。BBU系統的操作模式包括但不限於電池定電流充電模式(constant-current-charging mode)、電池定電壓充電模式(constant-voltage-charging mode)、電池放電模式或電池容量校正模式。
在一些實施例中，O型環場效電晶體系統具有二個O型環場效電晶體，其具有背對背(back-to-back)的O型環場效電晶體拓撲結構。該二個O型環場效電晶體的閘極係連接在一起，並進一步耦接到一誤差放大器的輸出端。MCU係連接到誤差放大器的一參考電壓輸入端。藉由管理誤差放大器的參考電壓，MCU可調整誤差放大器的輸出電壓，並因此透過設定該二個O型環場效電晶體的閘極電壓來控制該O型環場效電晶體系統的工作特性。舉例而言，MCU可以透過在誤差放大器上設定相對應的參考電壓，來控制兩個O型環場效電晶體工作在歐姆區或飽和區。
在一些實施例中，BMC透過通訊界面連接到BBU系統的MCU，並可以透過向MCU發送命令來管理MCU。一旦 接收到來自BMC的命令後，MCU可控制O型環場效電晶體系統的工作特性，並進一步設定該命令相對應的BBU系統的操作模式。
在一些實施例中，BMC耦接到伺服器系統的電源供應單元(Power Supply Unit，PSU)。在回應於接收到來自PSU的電源故障信號，BMC可產生一放電致能命令(discharging-enable command)，以致能(enable)BBU系統向伺服器系統的DC匯流排輸出端進行放電。電源故障信號可指示PSU或PSU的AC電源出現故障。
在一些實施例中，BMC監控PSU或PSU的AC電源的狀態訊息。在回應於判定PSU或AC電源發生故障，BMC產生一放電致能命令，使BBU系統進入電池放電模式，以向伺服器系統的主要DC匯流排進行放電。在一些實施例中，一旦接收到放電致能命令，BBU系統的MCU可為O型環場效電晶體系統設定一閘極電壓，使得O型環場效電晶體系統工作在飽和區。
在回應於從PSU接收到AC電源是正常的信號或判定PSU及AC電源皆是正常的，BMC可以進一步判定是否校正BBU系統。在不需要校正的情況下，BMC可以產生一充電致能命令(charging-enable command)，以致能BBU系統被PSU充電。
在一些實施例中，MCU或BMC可以進一步接收BBU系統的電池組的狀態訊息，包括電池組的輸出電壓。在電池組的輸出電壓低於一預定低值的情況下，BMC可以產生定電流充電致能命令(constant-current-charging-enable command) 以致能電池系統以定電流充電。一但接收定電流充電致能命令後，BBU系統的MCU可以設定用於O型環場效電晶體系統的至少一O型環場效電晶體相對應的閘極電壓，以致能該(些)O型環場效電晶體工作在歐姆區。
在電池組的輸出電壓等於或高於預定低值的情況下，BMC可以產生定電壓充電致能命令(constant-voltage-charging-enable command)以致能或切換電池系統以定電壓充電。一但接收定電壓充電致能命令後，BBU系統的MCU可以設定用於O型環場效電晶體系統的至少一O型環場效電晶體相對應的閘極電壓，以致能該(些)O型環場效電晶體工作在飽和區。
在一些實施例中，BMC可控制PSU的輸出電壓，從而設定伺服器系統的主要DC匯流排的電壓位準。舉例而言，在回應於產生定電壓充電致能命令，BMC可將PSU的輸出電壓設定為一預定高值。
在需要校正BBU系統的情況下，BMC可以產生校正致能命令以致能BBU系統的校正。一但接收到校正致能命令後，BBU系統的MCU可以設定用於O型環場效電晶體系統的至少一O型環場效電晶體相對應的閘極電壓，以致能該(些)O型環場效電晶體工作在歐姆區，並致能電池組向伺服器系統的主要DC匯流排進行放電。
在一些實施例中，BBU系統包括微控制器單元(MCU)、電池組以及O型環場效電晶體系統，該O型環場效電晶體系統連接到伺服器系統的主要DC匯流排。電池組經由該O 型環場效電晶體系及該主要DC匯流排連接到伺服器系統的一PSU。BMC可經由通訊界面及BBU系統的MCU，設定BBU系統的操作模式。
在一些實施例中，BMC可進一步收集BBU系統的性能特徵及伺服器系統的電源需求的歷史資料。收集的歷史資料可根據至少一機械學習演算法進行分析，並用於判定BBU系統的校正時間表。舉例而言，在BBU系統的校正期間，當伺服器系統的電源需求是低的或預期是低的時候，BMC可產生一校正致能命令以校正BBU系統。
在一些實施例中，所收集的BBU系統的性能特徵及伺服器系統的電源需求的歷史資料可作為至少一機械學習演算法的輸入特徵組(input feature set)，以判定BMC啟動BBU系統的校正程序的準則。該至少一機械學習演算法包括一線性回歸模組(linear regression model)、神經網路模組(neural network model)、支援向量機械基本模組(support vector machine based model)、貝氏統計學(Bayesian statistics)、案例式推理(case-based reasoning)、決策樹(decision trees)、歸納邏輯程式設計(inductive logic programming)、高斯程序回歸(Gaussian process regression)、集群資料處理技術(group method of data handling)、學習自動機(learning automata)、隨機森林分類器(random forests)、集成分類器(ensembles of classifiers)、次序分類法(ordinal classification)或是條件隨機場預測(conditional random fields)中之至少一者，但不限於此。
100A、100B、100D‧‧‧示範伺服器系統
100C‧‧‧FET的輸入/輸出特性
101‧‧‧電源
102‧‧‧PSU
103‧‧‧BBU系統
103-1‧‧‧MCU
103-2‧‧‧電池組
103-3‧‧‧O型環場效電晶體系統
103-4、103-11‧‧‧電容器
103-6‧‧‧閘極驅動器信號
103-7‧‧‧誤差放大器
103-8‧‧‧參考電壓
103-9、103-10‧‧‧電阻器
103-12‧‧‧電流
103-13‧‧‧溫度
103-14‧‧‧電壓
105‧‧‧DC/DC轉換器
106‧‧‧BMC
107‧‧‧主要DC匯流排
109‧‧‧電源故障信號
110‧‧‧通訊界面
111‧‧‧PCI匯流排
112‧‧‧MEM
113‧‧‧冷卻元件
114‧‧‧處理器
115‧‧‧NB
116‧‧‧SB
117‧‧‧儲存裝置
118‧‧‧BIOS
150、151‧‧‧ISA插槽
160、161‧‧‧PCIe插槽
170、171‧‧‧PCI插槽
200‧‧‧示範方法
202、204、206、208、210、212、214、216、218、220、222、224、226、228、230、232‧‧‧步驟
300‧‧‧運算裝置
315‧‧‧匯流排
361‧‧‧記憶體
362‧‧‧CPU
363‧‧‧處理器
368‧‧‧介面
400‧‧‧系統
402‧‧‧匯流排
404‧‧‧記憶體
406‧‧‧ROM
408‧‧‧RAM
410‧‧‧控制器
412‧‧‧儲存裝置
414‧‧‧MOD 1
416‧‧‧MOD 2
418‧‧‧MOD 3
420‧‧‧輸入裝置
422‧‧‧輸出裝置
424‧‧‧通訊介面
426‧‧‧感應器
428‧‧‧快取記憶體
430‧‧‧處理器
432‧‧‧快閃記憶體
434‧‧‧韌體
436‧‧‧顯示器
500‧‧‧電腦系統
502‧‧‧晶片組
504‧‧‧橋接器
506‧‧‧使用者介面元件
508‧‧‧通訊介面
510‧‧‧處理器
512‧‧‧韌體
514‧‧‧輸出裝置
516‧‧‧儲存裝置
518‧‧‧RAM
為了描述可以獲得本揭露的上述和其它優點和特徵的方法，透過參考其在圖式中示出的具體實施例，來進行上述簡要描述原理的更具體的描述。應注意的是，這些附圖僅僅描述了本揭露的實施例特點，並不因此被認為是對其範圍的限制，透過使用圖式所附加的特徵和細節來描述和解釋本文中的原理，其中：第1A圖係顯示根據本揭露一實施例之具有高效能電池備用(BBU)系統的示範伺服器系統的示意方塊圖，該高效能電池備用系統具有O型環場效電晶體系統；第1B圖係顯示根據本揭露一實施例之具有高效能BBU系統的示範伺服器系統的示意電路圖，該高效能BBU系統具有O型環場效電晶體系統；第1C圖係顯示根據本揭露一實施例之O型環場效電晶體系統的FET的輸入/輸出特性；第1D圖係顯示根據本揭露一實施例之具有高效能電池系統的示範系統的示意方塊圖；第2圖係顯示根據本技術一實施例之示範方法，該示範方法管理能夠在複數操作模式下操作的高效能BBU系統；第3圖係顯示根據本技術各種實施例之示範計算裝置；以及第4圖及第5圖係顯示根據本技術各種實施例之示範系統。
本揭露可以許多不同的形式實現。在圖式中所顯 示並將在此處詳細描述的代表性實施例，應理解的是，本揭露應被認為是本揭露原理的示例或說明，而非旨在於限制所顯示的實施例所揭露的內容。就此而言，例如在摘要、發明內容及實施方式中公開但在申請專利範圍中未明確闡述的要素和限制，不應透過暗示、推斷或以其他方式而單獨或集體地併入到請求項中。出於本詳細描述的目的，除非明確否認：單數包括複數，反之亦然；而“包括”一詞的意思是“包括但不限於”。此外，在本文中，近似的詞語諸如“約”、“幾乎”、“實質上”、“近似”等，可用於諸如“在...處、在...附近或接近於...處”或“在...3-5%內“或”在可接受的製造誤差內“或其任何邏輯組合。
本揭露的各種實施例提供了方法和系統，用於透過電池系統的微控制器單元(MCU)及O型環場效電晶體(ORing FET)系統來管理伺服器系統的高效能電池系統。高效能電池系統能夠在多種操作模式下操作，所述多種操作模式包括但不限於電池定電流充電模式、電池定電壓充電模式、電池放電模式或電池容量校正模式。至少基於伺服器系統的電源需求或電池系統的性能特性，可使用基板控制器(BMC)來管理電池系統以操作在適合的操作模式。
第1A圖係顯示根據本揭露一實施例之具有高效能電池備用(BBU)系統的示範伺服器系統100A的示意方塊圖，該高效能電池備用系統具有O型環場效電晶體系統。在此實施例中，系統100A包括AC/DC電源供應單元(PSU)102、電池備用(BBU)系統103、DC/DC轉換器105及基板管理控制器 (Baseboard Management Controller，BMC)106。PSU 102係連接到AC電源101，並被配置為向主要DC匯流排(main DC bus)107及系統100A的其他元件供電。BBU系統103包括微控制器單元(MCU)103-1、電池組103-2及O型環場效電晶體系統(ORing System)103-3。O型環場效電晶體系統103-3係直接連接到電池組103-2及MCU 103-1，且還連接到主要DC匯流排107。
BMC 106係耦接到PSU 102且經由通訊界面110連接到MCU 103-1。BMC 106係被配置為從PSU 102接收電源101及PSU102的狀態訊息。
回應於判定電源101或PSU 102發生故障，BMC 106可經由通訊界面110向MCU 103-1發送放電致能命令(discharging-enable command)，使得BBU系統103開始向主要DC匯流排107放電。在一些實施例中，在電源101或PSU 102發生故障的情況下，PSU 102可直接向BMC 106發送電源故障信號109。
回應於從PSU 102接收到AC正常(AC OK)信號或者判定電源101及PSU 102是正常的，BMC 106可進一步判定是否校正BBU系統103。在不需要校正的情況下，BMC106可以產生充電致能命令(charging-enable command)以致能BBU系統103被PSU 102充電。一旦接收到充電致能命令，MCU 103-1即可設定O型環場效電晶體系統103-3以允許電力從主要DC匯流排107傳送到電池組103-2。
MCU 103-1或BMC 106可進一步接收電池組103-2的狀態訊息，包括電池組103-2的輸出電壓。在電池組103-2的 輸出電壓低於預定低值的情況下，BMC 106可產生定電流充電致能命令(constant-current-charging-enable command)，以致能電池組103-2以定電流進行充電。在電池組103-2的輸出電壓等於或大於預定低值的情況下，BMC 106可產生定電壓充電致能命令(constant-voltage-charging-enable command)，以致能或切換電池組103-2以定電壓進行充電。
在回應於判定電源101及PSU 102是正常且BBU系統103需要校正，BMC 106可產生校正致能命令，以致能BBU系統的校正。一旦接收到校正致能命令(calibration-enable command)，MCU 103-1可設定O型環場效電晶體系統103-3以允許電池組103-2向主要DC匯流排107進行放電。
第1B圖係顯示根據本揭露一實施例之具有高效能電池備用(BBU)系統103的示範伺服器系統100B的示意電路圖，該高效能電池備用系統具有O型環場效電晶體系統。在本實施例中，系統100B包括BMC 106、主要DC匯流排107及BBU系統103。BBU系統103包括MCU 103-1、電池組103-2、誤差放大器(error amplifier)103-7、具有背對背(back-to-back)O型環場效電晶體拓撲結構的複數O型環場效電晶體103-3、電容器103-4、103-11以及電阻器103-9、103-10。二個O型環場效電晶體103-3的閘極係連接在一起，並進一步耦接到誤差放大器103-7的輸出端。MCU 103-1係連接到誤差放大器103-7的參考電壓輸入端103-8。
MCU 103-1可透過設定參考電壓103-8來控制誤差放大器103-7的輸出電壓，並因此控制該等O型環場效電晶體 103-3的閘極電壓。如第1C圖所示之FET的輸入/輸出特性(input/output characteristic)100C，當FET的閘極電壓較低時，FET工作在歐姆區。另一方面，當FET的閘極電壓較高時，FET工作在飽和區。
在此實施例中，BMC 106係經由通訊界面110連接到MCU 103-1，且可透過向MCU 103-1發送命令來管理MCU 103-1。一旦接收到來自BMC 106的命令，MCU 103-1可以設置與該命令對應的BBU系統103的操作模式，並進一步控制該等O型環場效電晶體103-3的操作特性。
舉例而言，BMC 106可監控伺服器系統的PSU或PSU的AC電源的狀態訊息。回應於判定PSU或AC電源發生故障，BMC 106可產生放電致能命令，以致能BBU系統103進入電池放電模式以向伺服器系統的主要DC匯流排進行放電。一但接收到放電致能命令，MCU 103-1可為該等O型環場效電晶體103-3設定閘極電壓，從而使該等O型環場效電晶體103-3工作在飽和區。
回應於從PSU接收到AC正常信號或判定PSU和AC電源皆是正常的，BMC 106進一步判定是否校正BBU系統103。如果不需要校正，則BMC 106可產生充電致能命令，以致能BBU系統103被PSU充電。
在此實施例中，MCU 103-1可進一步監控電池組103-2的電流103-12、電壓103-14及溫度103-13。在電壓103-14低於預定低值的情況下，BMC 106可產生定電流充電致能命令，以致能電池系統103以定電流充電。一旦接收到定電流充 電致能命令，MCU 103-1可為該等O型環場效電晶體103-3設定相對應的閘極電壓，以致能該等O型環場效電晶體103-3工作在歐姆區。
另一方面，在電壓103-14等於或高於預定低值的情況下，BMC 106可產生定電壓充電致能命令，以致能或切換電池系統103以定電壓充電。一但接收到定電壓充電致能命令，MCU 103-1可為該等O型環場效電晶體103-3設定相對應的閘極電壓，以致能該等O型環場效電晶體103-3工作在飽和區。
總體而言，本揭露與傳統解決方案相比是有利的。在傳統的BBU系統中，使用電池充電器給BBU系統的電池組充電。然而，BBU系統內部的電池充電器是一個獨立的電路，並依據標準的充電方式操作。此外，傳統的BBU系統需要使用者週期性地啟動校正程序來測試BBU系統的容量(capacity)。本揭露提供一種高效能電池系統，而不需要單獨的電池充電器向電池組進行充電。在實現本揭露的系統中可以節省成本及電路板空間。此外，本揭露能夠自動且準確地對BBU系統進行容量校正(capacity calibration)。
第1D圖係顯示根據本揭露一實施例之具有高效能電池系統103的示範系統100D的示意方塊圖。在此實施例中，伺服器系統100D包括至少一微處理器或處理器114、一或多個冷卻元件113、主記憶體(main memory，MEM)112、電池系統103及至少一電源供應單元(PSU)102，該PSU 102接收來自AC電源101的AC電源，並且向伺服器系統100D的各個元件提供電源，該等元件例如：處理器114、電池系統103、北橋(NB) 邏輯115、複數PCIe插槽160、南橋(SB)邏輯116、儲存裝置117、BIOS 118、複數ISA插槽150、複數PCI插槽170及控制器106等。開機後，伺服器系統100D係被配置為從記憶體、電腦儲存裝置或外部儲存裝置加載軟體應用程式以執行各種操作。儲存裝置117係被構建為可用於伺服器系統100D的作業系統及應用的邏輯區塊(logical block)，並被配置為即使在伺服器系統100D關機時也保留伺服器資料。
電池系統103係被配置為在電源101或至少一PSU 102發生故障的情況下，向伺服器系統100D供電。在一些實施例中，電池系統103包括微控制器單元(MCU)、電池組及O型環場效電晶體系統。電池組可包括一或多個可充電電池單元。一或多個可充電電池單元可包括但不限於電化學電池(electrochemical cell)、燃料電池(fuel cell)或超電容器(ultra-capacitor)。電化學電池可包括來自鉛酸(lead-acid)、鎳鎘(NiCd)、鎳金屬氫化物(NiMH)、鋰離子(Li-ion)及鋰離子聚合物(Li-ion polymer)中的一或多種化學物質。在充電模式中，一或多個可充電電池單元可被至少一PSU 102充電。在放電模式中，一或多個可充電電池單元可向主要DC匯流排107及伺服器系統100D的其他元件供電。
記憶體112可經由NB邏輯115耦接到處理器114。記憶體112可包括但不限於動態隨機存取記憶體(DRAM)、雙倍資料速率DRAM(DDR DRAM)、靜態RAM(SRAM)或其他類型適合的記憶體。記憶體112可被配置為儲存伺服器系統100D的BIOS資料。在一些配置中，可將BIOS資料儲存在儲存裝置 117上。
BIOS 118可以是任何程式指令或韌體，被配置為啟動及識別伺服器系統100D的各種元件。BIOS 118是負責初始化和測試伺服器系統100D的硬件元件的重要系統元件。BIOS可為硬件元件提供抽象層(abstract layer)，從而為應用程式及作業系統提供與周邊設備(例如鍵盤、顯示器及其他輸入/輸出裝置)互動的一致方法。
在一些配置中，BIOS 118可以在相應伺服器系統上的作業系統(OS)，例如：Microsoft Windows OS、Linux OS或任何作業系統開機之前，運行系統檢查。系統檢查是在相應伺服器系統的初始化期間，診斷的系統檢查。系統檢查的一實施例包括開機自檢(Power-On Self-Test，POST)。BIOS可以處理POST的主要功能，並可將一些職責卸載到被設計為初始化特定周邊設備的其他程式(例如，視頻及小型計算機系統介面(small computer system interface，SCSI)初始化)。POST的主要功能可包括：驗證CPU暫存器及BIOS代碼的完整性、檢查基本元件、檢查系統主記憶體、以及將控制權傳遞給其他專用BIOS擴充。在某些配置中，BIOS還可以處理附加的POST功能，包括：發現、初始化及編目所有系統匯流排及裝置、提供用於更新系統配置的用戶界面、以及構建作業系統所需的系統環境。
在系統100D中，儲存裝置117可以是被配置為，在一段時間內儲存程式指令或資料的任何儲存媒體。該儲存裝置可以是控制器106和處理器114之間的共享記憶體。在一些配置 中，儲存裝置可以是獨立的儲存裝置。儲存裝置可以是快閃驅動器(flash driver)、隨機存取記憶體(RAM)，非揮發性隨機存取記憶體(non-volatile random-access memory，NVRAM)，唯讀記憶體或電子抹除式可複寫唯讀記憶體(electrically-erasable programmable read-only memory，EEPROM)。儲存裝置被配置為儲存諸如BIOS資料的系統配置。
處理器114可以是被配置為，執行特定功能的程式指令的中央處理單元(CPU)。舉例而言，在開機程序中，處理器可以存取儲存在儲存裝置117中的BIOS資料，並執行BIOS 118來初始化伺服器系統100D。在開機程序之後，處理器114可以執行作業系統，以執行和管理伺服器系統100D的特定任務。
在一些配置中，處理器114可以是多核處理器，每一處理器通過連接到NB邏輯115的CPU匯流排耦接在一起。在一些配置中，NB邏輯115可以整合到處理器114中。NB邏輯115還可以連接到週邊組件高速互連(peripheral component interconnect express，PCIe)插槽160及SB邏輯116(可選的)。複數PCIe插槽160可用於連接和匯流排，例如PCI Express x1、USB 2.0、SMBus及SIM卡、另一PCIe通道的未來擴充、1.5V和3.3V電源、以及連到伺服器系統100D的機箱上的診斷LED指示燈。
在系統100D中，NB邏輯115和SB邏輯116通過週邊組件互連(PCI)匯流排111連接。PCI匯流排111可以支援處理器114上的功能，但是以獨立於任何處理器114原始匯流排的標 準格式。PCI匯流排111可以進一步連接到複數PCI插槽170(例如，PCI插槽171)。連接到PCI匯流排111的裝置，可以出現在匯流排控制器(未示出)上，以直接連接到CPU匯流排，分配在處理器114位址空間中的位址，並與單一匯流排時脈同步。可以在複數PCI插槽170中使用的PCI卡，包括但不限於網絡介面卡(network interface card，NIC)、音效卡、數據機(modem)、電視調諧器卡(TV tuner card)、磁碟控制器、視訊卡、小型計算機系統介面(small computer system interface，SCSI)轉接器及個人計算機記憶體卡國際協會(personal computer memory card international association，PCMCIA)卡。
SB邏輯116可以經由擴充匯流排將PCI匯流排111耦接到複數擴充卡或ISA插槽150(例如，ISA插槽151)。擴充匯流排可以是用於SB邏輯116和周邊設備之間通訊的匯流排，並可包括但不限於，工業標準架構(ISA)匯流排、PC/104匯流排、低引腳數匯流排、擴充ISA(EISA)匯流排，通用序列匯流排(USB)、整合驅動電子裝置(integrated drive electronics，IDE)匯流排或可用於周邊設備的資料通訊的任何其他適合的匯流排。
在系統100D中，SB邏輯116更耦接到連接至少一PSU 102的控制器106。在一些實施例中，控制器106可以是基板管理控制器(BMC)、機架管理控制器(rack management controller，RMC)或獨立於主中央處理單元(例如，處理器114)的其他類型的服務控制器可用於執行本文揭露的功能。
在一些配置中，控制器106被配置為耦接到至少一 PSU 102，且可從該至少一PSU 102接收電源101及PSU 102的狀態訊息。舉例而言，控制器106可以從該至少一PSU 102接收電壓、電流及溫度資料。基於接收到的資料，控制器106可管理該至少一PSU 102的操作。例如，控制器106可以開機或關閉該至少一PSU 102，或者開機該至少一PSU 102中的一些，同時關閉剩下的PSU。在一些實施例中，控制器106可設定該至少一PSU 102的輸出電壓位準。在一些實施例中，控制器106可經由SMBus、I2C、CANBus或PMBus與該至少一PSU 102通訊。
控制器106也耦接到電池系統103，且可接收電池系統103的狀態訊息(例如，電池系統的電池組的輸出電壓、輸出電流及溫度)。舉例而言，控制器106可經由通訊界面耦接到電池系統的MCU。
在回應於判定電源101或PSU 102發生故障，BMC 106可向電池系統103發送放電致能命令，使得電池系統103可以立即開始向主要DC匯流排107進行放電。在一些實施例中，在電源101或PSU 102發生故障的情況下，PSU 102可直接向BMC 106發送電源故障信號109。
在回應於判定電源101及PSU 102是正常的，BMC 106可以進一步判定電池系統103是否需要容量校正。在不需要校正的情況下，BMC 106可以產生一充電致能命令(charging-enable command)，以致能電池系統103被PSU充電。
在一些實施例中，BMC 106可進一步接收電池系統的電池組的輸出電壓、輸出電流及溫度。在電池組的輸出電壓低於預定低值的情況下，BMC 106可以產生定電流充電致能命 令，以致能電池系統以定電流進行充電。在電池組的輸出電壓等於或大於預定低值的情況下，BMC 106可產生定電壓充電致能命令，以致能或切換電池系統103以定電壓進行充電。
在回應於判定電源101及PSU 102是正常且BBU系統103需要校正，BMC 106可產生校正致能命令，以致能電池系統103的校正。一旦接收到校正致能命令，電池系統103的MCU就可以致能電池系統103的電池組向主要DC匯流排107進行放電。
在一些實施例中，控制器106可以監控電池系統103中的每個電池單元的操作特性及電池組的操作模式。舉例而言，控制器106可以監控電池系統103的每個電池單元的輸出電壓、每個電池單元的溫度及DC電阻，每個電池單元的輸出電壓及DC電阻、充電及再充電歷史及/或環境溫度。基於電池系統103中每個電池單元的操作特性，控制器106可以在AC電源損壞事件的情況下，確定適合的關機程序。例如，可以首先關閉某些非關鍵元件，以節省用於伺服器系統100D的轉出程序的電源或者將處理中資料安全地儲存在伺服器系統100D上。
在一些配置中，控制器106可以透過使用智能平台管理匯流排/橋接器(Intelligent Platform Management Bus/Bridge，IPMB)的智能平台管理介面(Intelligent Platform Management Interface，IPMI)訊息與處理器114和儲存裝置117進行通訊。IPMB是I2C匯流排的增強型實施例，也是基於訊息的硬體等級的基本介面規格。
在一些實施例中，控制器106可被配置為監控供電 模式、伺服器機架及/或資料中心的溫度、與資料中心相關的電源損壞警告、處理需求以及元件及/或伺服器系統100D的連接狀態。基於在潛在/預期的AC電源損壞事件中，控制器106可以被配置為將伺服器系統100D上的處理程序轉移到不受潛在/預期的AC電源損壞事件影響的其它伺服器系統，並且還使電池系統103準備好向伺服器系統100D供電。
儘管在第1A、1B及1D圖中的示範系統100A、100B及100D內僅分別示出了某些元件。但能夠處理或儲存資料或接收或發送信號的各種類型的電子或計算元件，也可被包括在示範系統100A、100B及100D中。更進一步地，示範系統100A、100B及100D中的電子或計算元件可以被配置為執行各種類型的應用及/或可以使用各種類型的作業系統。這些作業系統可以包括但不限於，Android、柏克萊軟體套件(Berkeley Software Distribution，BSD)、iPhone OS(iOS)、Linux、OS X、Unix類實時作業系統(Unix-like Real-time Operating System(例如，QNX))、Microsoft Windows、Window Phone及IBM z/OS。
根據示範系統100A、100B及100D所期望的實施例，可使用各種網路及訊息協定，包括但不限於TCP/IP、開放系統互連(open systems interconnection，OSI)、文件傳輸協定(file transfer protocol，FTP)、通用即插即用(universal plug and play，UpnP)、網絡文件系統(network file system，NFS)、通用互聯網文件系統(common internet file system，CIFS)、AppleTalk等。如本領域技術人員所能理解的，在第1A、1B及1D圖中所顯示的示範系統100A、100B及100D，係用於說明目 的。因此，根據本揭露的各種實施例，適當地可以以許多變化實現於網絡系統，但仍然提供網絡平台的配置。
在第1A、1D及1D圖的示範配置中，示範系統100A、100B及100D還可包括一或多個無線元件，可操作於與特定無線頻道的計算範圍內的一或多個電子裝置進行通訊。無線頻道可以是用於使裝置無線通訊的任何適合的頻道，例如藍芽、蜂窩(cellular)、NFC或Wi-Fi頻道。應當理解的是，如本領域已知的，該裝置可以具有一個或多個傳統有線的通訊連接。在各種實施例的範圍內，各種其它元件及/或其組合也是可能的。
第2圖係顯示根據本技術一實施例之示範方法200，該示範方法200管理能夠在複數操作模式下操作的高效能BBU系統。應理解的是，示範方法200僅出於說明目的而呈現，並且在根據本揭露的其他方法中，可以包括以相似或替代的順序或併行執行的附加、更少或替代的步驟。示範方法200從步驟202開始。在步驟204中，伺服器系統的控制器(例如，BMC)可以判定伺服器系統的PSU及AC電源是否正常，如第1A-1D圖所示。在一些實施例中，控制器可以接收PSU和AC電源的狀態訊息，並且基於接收到的狀態訊息判定PSU及AC電源是否正常。在一些實施例中，回應於判定PSU或AC電源功能異常，PSU可產生電源故障信號。
在步驟206中，在PSU或AC電源發生故障的情況下，控制器可以產生放電致能命令，以致能伺服器系統的高效能電池系統向伺服器系統進行放電，如第1A-1D圖所示。在一 些實施例中，高效能電池系統包括MCU、電池組以及連接到伺服器系統的主要DC匯流排的O型環場效電晶體系統。高效能電池系統不具有任何電池充電器、或任何放電DC/DC轉換器。
在步驟208中，回應於接收到放電致能命令，電池系統進入放電模式，如第1A-1D圖所示。在步驟210中，電池系統的MCU可致能O型環場效電晶體系統的FET工作在飽和區，如第1C圖所示。在步驟212中，電池系統向伺服器系統的主要DC匯流排供電，如第1A-1D圖所示。
在步驟214中，在PSU及AC電源皆正常的情況下，控制器可判定電池系統是否需要容量校正，如第1A-1D圖所示。在步驟216中，回應於判定電源及PSU 102是正常且電池系統需要校正，控制器產生校準致能命令，以致能電池系統的校正。在步驟218中，一旦接收到校準致能命令，電池系統進入電池校正模式，如第1A-1D圖所示。在步驟220中，電池系統的MCU可致能O型環場效電晶體系統的FET工作在歐姆區，如第1C圖所示。在步驟222中，電池系統向主要DC匯流排放電，如第1A-1D圖所示。
在步驟224中，回應於判定電源及PSU 102是正常且不需要電池系統的校正，控制器可以產生充電致能命令，以致能電池系統被伺服器系統的PSU充電，如第1A-1D圖所示。在步驟226中，一旦接收到充電致能命令，電池系統進入電池充電模式，如第1A-1D圖所示。
在步驟228中，電池系統的MCU可致能O型環場效電晶體系統的FET工作在對應於電池系統的特定充電模式的區 域，如第1A-1D圖所示。舉例而言，MCU或控制器可進一步接收電池系統的狀態訊息，包括電池系統的輸出電壓。在電池系統的輸出電壓低於預定低值的情況下，控制器可產生定電流充電致能命令，以致能電池系統進入定電流充電模式。在定電流充電模式下，電池系統的MCU可致能O型環場效電晶體系統的FET工作在歐姆區，如第1A-1D圖所示。在電池系統的輸出電壓等於或大於預定低值的情況下，控制器可產生定電壓充電致能命令，以致能電池系統進入定電壓充電模式。在定電壓充電模式下，電池系統的MCU可致能O型環場效電晶體系統的FET工作在飽和區，如第1A-1D圖所示。
在步驟230中，伺服器系統的主要DC匯流排向電池系統供電，如第1A-1D圖所示。方法200在步驟232結束。
以上討論意在說明本揭露的原理及各種實施例。一旦完全理解了上述揭露內容，許多變化和修改將變得顯而易見。
專門名詞
電腦網路係藉由通訊連接和區段互連之節點的地理分配聚集，用於諸如個人電腦和工作站的終端之間傳輸資料。可適用於許多類型的網路，其類型範圍從區域網路(Local Area Network，LAN)和廣域網路(Wide Area Network，WAN)到重疊式(overlay)和軟體定義網路，例如，虛擬可擴展區域網路(Virtual Extensible Local Area Network，VXLAN)。
LAN通常連接位於相同通用實體位置，例如大樓或校園的專用私有通訊連接之節點。另一方面，WAN通常連接長 距通訊連接之地理分散節點，例如共同載波電話線、光纖路徑、同步光纖網路(Synchronous Optical network，SONET)、或同步數位階級(Synchronous Digital Hierarchy，SDH)連結。LAN和WAN可包括第2層(L2)以及/或第3層(L3)網路和裝置。
網際網路為WAN的一個例子，其連接世界上的不同網路，提供各種網路上之節點之間的全球通訊。節點通常依據預定義通訊協定例如傳輸控制通訊協定/網際網路通訊協定(TCP/IP)等交換離散資料訊框或封包而在前述網路上進行通訊。於本案中，通訊協定可視為一組定義節點間如何彼此互動的規則。電腦網路可進一步藉由中繼網路節點例如路由器等互連，以延伸每個網路的有效”大小(size)”。
重疊式網路(overlay network)一般允許在一實體網路基礎建設上產生以及分層虛擬網路。重疊式網路通訊協定，例如虛擬可擴展區域網(Virtual Extensible LAN，VXLAN)、一般路由封裝實現網路虛擬化(Network Virtualization Using Generic Router Encapsulation，NVGRE)、網路虛擬化共存(Network Virtualization Overlays，NVO3)、以及傳輸層隧道(Stateless Transport Tunneling，STT)，提供流量封裝方案，允許通過邏輯通道透過L2和L3網路而承載網路流量。這種邏輯通道可透過虛擬通道終端(Virtual Tunnel End Points，VTEPs)起始以及結束。
另外，重疊式網路可包括虛擬區段，例如VXLAN重疊式網路內之VXLAN區段，其可包括虛擬L2以及/或L3重疊 式網路，虛擬機器(Virtual Machine，VM)可在之上進行通訊。虛擬區段可透過虛擬網路識別值(Virtual Network Identifier，VNI)而被辨識，例如VXLAN網路識別值，此虛擬網路識別值可特別辨識相關虛擬區段或網域。
網路虛擬化允許硬體和軟體資源結合入虛擬網路。舉例來說，網路虛擬化可使多個VM分別透過虛擬LAN(VLAN)依附於實體網路。VM可分別依據其VLAN進行分組，且可與其他VM以及內部或外部網路的其他裝置通訊。
網路區段，例如實體或虛擬區段、網路、裝置、插槽、實體或邏輯連結、以及/或流量大致來說可分為橋接或洪水網域(flood domain)。橋接網域或洪水網域可表示一廣播網域，例如L2廣播網域。橋接網域或洪水網域可包括單獨子網路，但也可包括多子網路。另外，橋接網域可相關於網路裝置上之橋接網域介面，例如一切換器。橋接網域介面可為支援L2橋接網路以及L3路由網路之間流量的邏輯介面。此外，橋接網域介面可支援網際網路通訊協定(IP)終止、VPN終止、位址解析處理、MAC定位等等。橋接網域和橋接網域介面兩者皆可藉由相同索引或識別值而被辨識。
此外，終端群組(EndPoint Groups，EPGs)在網路中可用於將應用程式對映(mapping)至網路。特別來說，EPGs可使用網路中應用程式終端的分組，應用連接性和政策來對應用程式分組。EPGs可作為用於裝運的容器，或是應用程式或應用程式元件的集合，以及實現轉送和政策邏輯的層級。EPGs也允許從藉由使用邏輯應用程式邊界將網路政策、安全 性、以及轉送從選址(addressing)分離。
雲端運算(cloud computing)也可在一或多個網路中提供，以使用共享資源提供運算服務。雲端運算可大致上包括網際網路為基礎的運算，其中運算資源透過網路(例如"雲端(the cloud)")可取得的資源集合被動態提供與分配給用戶端或用戶電腦或其他裝置的隨選(on-demand)功能。雲端運算資源，例如，可包括任意類型的資源，例如運算、儲存、以及網路裝置，虛擬機器(VM)等等。舉例來說，資源可包括服務裝置(防火牆、深度封包檢測、流量監控、負載量平衡等等)、運算/處理裝置(伺服器、CPU的、記憶體、暴力(brute force)處理能力)、儲存裝置(例如依附網路的儲存器、儲存區域網路裝置)等等。此外，這種資源會用於支援虛擬網路、虛擬機器(VM)、資料庫、應用程式(Apps)等等。
雲端運算資源可包括”私有雲端(private cloud)”、”公有雲端(public cloud)”、以及/或”混和式雲端(hybrid cloud)”。”混和式雲端”可為一種由二或多個雲端所組成的雲端基礎設施，透過技術相互運作或進行同盟。本質上，混和式雲端為私有和公有雲端之間的互動，其中私有雲端結合公有雲端並以一種安全且有彈性(scalable)的方式使用公有雲端資源。雲端運算資源也可透過虛擬網路在重疊式網路(例如VXLAN)中進行配置。
在網路切換系統中，可維持一查找資料庫(lookup database)以保持多個依附切換系統之終端(end point)之間的路徑軌跡。然而終端可具有各種設定並且與許多租戶相關 聯。終端可具有各種類型的識別值，例如IPv4、IPv6、或第2層(Layer-2)。查找資料庫必須設定不同模式來處理不同類型的終端識別值。一些查找資料庫的能力是設計用於處理進入封包的不同位址類型。另外網路切換系統中之查找資料庫通常受限於1K虛擬路由以及轉送(Virtual Routing and Forwarding，VRF)。因此，需要用於處理各種類型的終端識別值的改良查找演算法。該揭露的技術解決了本領域對電信網路中的位址查找的需求。本揭露的系統、方法、和電腦可讀取儲存媒體，藉由將終端識別值映射(mapping)到一致空間、且允許一致處理不同形式的查找(lookups)，用來統一各種類型的終端識別值。接著如第3圖和第4圖所示，實施例系統和網路的簡單描述將在此揭露。實施例的變形將於各個實施例中描述。相關技術請參考第3圖。
第3圖顯示依據本揭露一實施例之示範運算裝置300之示意圖。運算裝置300包括主中央處理器(CPU)362、介面368、以及匯流排315(例如，PCI匯流排)。當在合適軟體或韌體的控制下動作時，CPU 362用於負責執行封包管理、錯誤偵測、以及/或路由功能，例如不當連接(miscabling)偵測功能。CPU 362較佳地在包括操作系統以及任意合適應用程式軟體的軟體控制之下完成上述功能。CPU 362可包括一或多個處理器363，例如來自Motorola微處理器家族或MIPS微處理器家族的處理器。在另一實施例中，處理器363為特定設計的硬體，用於控制運算裝置300的操作。於特定實施例中，記憶體361(例如非揮發性RAM以及/或ROM)也形成CPU 362之一部 分。然而，記憶體可透過許多不同方式耦接系統。
介面368一般可為介面卡(有時稱為”線路卡(line card)”)。一般而言，介面368通過網路控制資料封包的傳送及接收，並有時支援與運算裝置300一起使用的其他周邊設備。可提供的介面為乙太網路(Ethernet)介面、訊框中繼介面(frame relay interface)、纜線介面(cable interface)、DSL介面、記號環(token ring)介面等等。此外，可提供各種非常高速介面例如快速記號環介面、無線介面、乙太網路介面、十億位元(Gigabit)乙太網路介面、ATM介面、HSSI介面、POS介面、FDDI介面等等。一般而言，這些介面可包括用於適合媒體之通訊的適合插槽。在一些實施例中，介面也可以包括獨立處理器，以及在一些實施例中可包括揮發性RAM。獨立處理器可以控制諸如封包切換、媒體控制和管理等通訊密集任務。藉由對於通訊密集任務提供單獨的處理器，上述介面允許主微處理器362有效率地執行路由運算、網路診斷、安全性功能等等。
雖然第3圖所示之系統為本揭露一實施例之特定運算裝置，然其絕非本專利實施例唯一的網路裝置架構。舉例而言，具有單獨處理器的架構處理諸如路由運算等等的通訊是被常使用的。此外，其他類型的介面及媒體也可以與路由器(router)一起使用。
不論網路裝置的設定是什麼，網路裝置使用一或多個記憶體或記憶模組(包括記憶體361)用於配置儲存通用網路操作的程式指令以及上述漫遊、路由優化和路由功能的機制。例如程式指令可以控制作業系統以及/或一個或多個應用 程式的操作。記憶體或複數記憶體也可被配置儲存表格例如移動連結、註冊、和相關表格等等。
第4圖及第5圖顯示示範系統的複數實施例。對熟悉此技藝者在應用本揭露實施例時，更多適合的實施例是顯而易見的。熟悉此技藝者也可以理解其他的系統實施例是可能的。
第4圖顯示系統中一種匯流排運算系統架構400，其中系統的各元件透過匯流排402進行電性通訊。示範系統400包括處理單元(CPU或處理器)430以及系統匯流排402，此系統匯流排402將包括系統記憶體404，例如唯讀記憶體(ROM)406和隨機存取記憶體(RAM)408的系統元件，耦接到處理器430。系統400可包括高速記憶體之快取記憶體，此高速記憶體直接連接、靠近、或整合為處理器430之一部分。系統400可以從記憶體404及/或儲存裝置412複製資料到快取記憶體428，用於處理器430的快速存取。以此方法，快取記憶體可於等候資料時提供效能增進，避免處理器430延遲。上述及其他模組可以控制或用於控制處理器430用以執行多種操作。同時也可使用其他系統記憶體404。系統記憶體404可以包括多個具有不同效能特性的不同記憶體類型。處理器430可以包括任何通用處理器以及硬體或軟體模組，例如儲存在儲存裝置412的模組1(MOD1)414、模組2(MOD2)416、及模組3(MOD1)418，用於控制處理器430以及將軟體指令併入到實際處理器設計的特殊功用處理器。處理器430可實質上為完全自給自足的運算系統，包括多核心或處理器、匯流排、記憶體控制器、快取記 憶體等等。而多核心處理器可為對稱或非對稱。
為了使用者可與運算裝置400互動，輸入裝置420可代表任意數量的輸入機制，例如用於談話的麥克風、用於手勢或圖形輸入的觸敏式銀幕、鍵盤、滑鼠、動作輸入(motion input)、語音以及其他。輸出裝置422也可以是熟悉此技藝者所知的一或多種的輸出機制。在一些實施例中，多模式系統會對使用者提供多種類型的輸入用以與系統400通訊。通訊介面424通常可以支配與管理使用者輸入及系統輸出。對於任何特定的硬體設置上的操作沒有限制，因此，這裡的基本特徵在開發時可以容易地替換成改進的硬體或韌體設置。
儲存裝置412係非揮發性記憶體並可以是硬碟或其他類型的電腦可讀取媒體，該電腦可讀取媒體可儲存電腦可存取的資料，且可例如為磁帶、快閃記憶體卡、固態記憶體裝置、數位光碟、卡匣、隨機存取記憶體(RAM)408、唯讀記憶體(ROM)406、以及其混合。
儲存裝置412可包括軟體模組414、416、418用以控制處理器430。也會考慮其他硬體或軟體模組。儲存裝置412可以連接系統匯流排402。在一方面，執行特定功能的硬體模組可包括儲存在電腦可讀取媒體中的軟體元件，該儲存在電腦可讀取媒體和所需硬體元件有關，該所需硬體元件可例如為處理器430、匯流排402、顯示器436等等，以執行功能。
控制器410可為特定微處理器或在系統400上的處理器，例如基板管理控制器(Baseboard Management Controller，BMC)。在某些實施例中，控制器410可以是智慧 平台管理介面(Intelligent Platform Management Interface，IPMI)之一部分。再者，在某些實施例中，控制器410被嵌入在系統400的主機板或主電路板中。控制器410可管理系統管理軟體和平台硬體之間的介面。控制器410還可以與多種系統裝置及元件(內部及/或外部)通訊，例如控制器或周邊設備，如下面進一步描述。
控制器410可對於通知、警報、及/或事件產生特定回應，用以與遙控裝置或元件(例如電子郵件訊息、網路訊息等等)通訊，產生用於自動硬體回復程序的指令或命令。管理者還可以與控制器410遙控通訊，用以啟動或引導特定的自動硬體回復程序或操作，如下面進一步描述。
系統400中不同類型的感應器(例如，感應器426)可以向控制器410回報諸如冷卻風扇轉速、電源狀態、作業系統(OS)狀態、硬體狀態等等的參數。控制器410還可包括系統事件紀錄控制器和/或儲存器，用於管理和維護由控制器410接收的事件、警報和通知。舉例而言，控制器410或系統事件紀錄控制器可以從一或多個裝置及元件接收警報或通知，並將警報或通知維護在系統事件紀錄儲存元件中。
快閃記憶體432可以為電子式非揮發性電腦儲存媒體或晶片，該快閃記憶體可被系統400用於儲存和/或資料傳輸。快閃記憶體432可為電性可抹除及/或改編的。快閃記憶體432可包括例如可抹除可程式化唯讀記憶體(Erasable Programmable Read-only Memory，EPROM)、電子可抹除可程式化唯讀記憶體(Electrically Erasable Programmable Read-only Memory，EEPROM)、ROM、NVRAM、或互補金屬氧化物半導體(complementary metal-oxide semiconductor，CMOS)。快閃記憶體432在系統400第一次開機時，可儲存由系統400執行的韌體434，以及為韌體434指定的一組配置。快閃記憶體432還可以儲存由韌體434使用的配置。
韌體434可包括基本輸入/輸出系統(Basic Input/Output System)或其後繼者或等效者，例如可延伸韌體介面(Extensible Firmware Interface，EFI)或統一可延伸韌體介面(Unified Extensible Firmware Interface，UEFI)。每當系統400啟動時，韌體434可以做為順序程式加載和執行。韌體434可以根據配置設定來辨識、初始化、及測試存在於系統400中的硬體。韌體434可以在系統400中執行一自我檢測，例如開機自我檢測(Power-on-Self-Test，POST)。該自我檢測能測試各種硬體元件的功能性，該硬體元件可例如硬式磁碟機、光學讀取裝置、冷卻裝置、記憶體模組、擴充卡以及其他。韌體434可在記憶體404、ROM 406、RAM 408、及/或儲存裝置412中尋址和分配區域，用以儲存作業系統(OS)。韌體434可以加載一啟動載入器(boot loader)及/或OS，並將系統400的控制權交給OS。
系統400的韌體434可包括韌體配置，該韌體配置定義了韌體434如何控制系統400中各種硬體元件。韌體配置可確定系統400中各種硬體元件啟動的順序。韌體434可以提供諸如UEFI的介面，該介面可允許設定各種不同的參數，其可以與韌體預設配置的參數不同。舉例而言，使用者(例如，管理者) 可利用韌體434去設置時鐘和匯流排速度，定義連接到系統400的周邊設備，設定健康監控(例如風扇速度及CPU溫度限制)，以及/或提供影響著系統400的整體效能及功率使用的各種其他參數。
雖然韌體434被顯示為儲存在快閃記憶體432中，但本領域中通常知識者將容易地理解到該韌體434可儲存在其他記憶體類型，例如記憶體404或ROM 406。然而，為了解釋的目的，韌體434被顯示為儲存在快閃記憶體432中為非限定性示例。
系統400可包括一或多個感應器426。該一或多個感應器426可包括，例如，一或多個溫度感應器、溫度感應器、氧感應器、化學感應器、雜訊感應器、熱感應器、電流感應器、電壓偵測器、空氣氣流感應器、氣流感應器、紅外線熱溫度計、熱流量感應器、溫度計、高溫計等等。例如，一或多個感應器426可透過匯流排402與處理器、快取記憶體428、快閃記憶體432、通訊介面424、記憶體404、ROM 406、RAM 408、控制器410、及儲存裝置412進行通訊。一或多個感應器426還可以透過一或多個不同方式與系統的其他元件通訊，該一或多個不同方式可例如集成電路(Inter-Integrated Circuit，I2C)、通用輸出(General Purpose Output，GPO)等等。
第5圖係顯示一種具有晶片組架構的電腦系統500，該電腦系統500可被用來執行上述方法或操作，並產生即顯示圖形化使用者介面(Graphical User Interface，GUI)。電腦系統500可包括用來實現所揭露技術的電腦硬體、軟體、及 韌體。電腦系統500可包括處理器510，該處理器510表示任意數量的實體及/或邏輯上區別的資源，能夠用於執行所識別運算的軟體、韌體及硬體。處理器510可與晶片組502通訊，該晶片組502會控制處理器510的輸入及輸出。在本實施例中，晶片組502向輸出裝置514(例如顯示器)輸出資訊，並向儲存裝置516讀取或寫入資訊，該儲存裝置516可包括例如磁碟媒體和固態媒體。晶片組502還可讀取資料及寫入資料至RAM 518。提供一用於與各種使用者介面元件506進行介接(interfacing)的橋接器504，用於與晶片組502介接。此種使用者介面元件506可包括鍵盤、麥克風、觸控偵測和處理電路、例如滑鼠等等的指向裝置。大致來說，系統500的輸入可來自各種來源，可以由機器產生及/或人工產生。
晶片組502還可與一或多個具有不同實體介面的通訊介面508進行介接。此種通訊介面可包括用於有線和無線本地區域網路，用於寬頻無線網路以及個人區域網路(personal area network)的介面。一些用於本揭露的產生、顯示、以及使用GUI之方法的應用程式可包括，透過實體介面接收有序的資料組或由處理器510分析儲存在儲存裝置516或RAM 518的資料由機器自行產生。進一步地，機器可透過使用者介面元件506從使用者接收輸入，並藉由使用處理器510解釋這些輸入來執行適當的功能，例如瀏覽功能。
此外，晶片組502還可以與韌體512進行通訊，韌體512可在電腦系統500接通電源時執行。韌體512依據韌體配置的設定，可以辨識、初始化、以及測試存在於電腦系統500 中的硬體。韌體512可在系統500中執行一自我檢測，例如POST。該自我檢測能夠測試各種硬體元件502到518的功能性。韌體512可在記憶體518中尋址和分配區域，用以儲存作業系統(OS)。韌體512可以加載一啟動載入器(boot loader)及/或OS，並將系統500的控制權交給OS。在一些實施例中，韌體512可與硬體元件502到510以及硬體元件514到518進行通訊。在此，韌體512可透過晶片組502及/或透過一或多個其他元件，與硬體元件502到510以及硬體元件514到518進行通訊。在一些實施例中，韌體512可直接與硬體元件502到510以及硬體元件514到518進行通訊。
可以被理解的是，示範系統300、400、和500可具有多於一個的處理器(例如，處理器363、處理器430、處理器510)，或是聯網在一起的運算裝置的群組(group)或叢集(cluster)的一部分以提供更大的處理能力。
為了清楚說明，在一些情況下，本揭露可以被呈現為在軟體中實現的方法或硬體及軟體之組合，包括獨立的功能區塊，該功能區塊包括裝置、裝置元件、步驟或例程(routines)。
在一些實施例中，電腦可讀取儲存裝置、媒體、及記憶體可包括纜線或包含位元串流(bit stream)的無線信號以及其他。然而，當提及時，非暫態電腦可讀取媒體明確排除了諸如能量、載波訊號、電磁波和信號本身(signals per se)等等的媒體。
根據上述實施例之方法可以用電腦可執行指令來 實現，該電腦可執行指令儲存於或其他可獲得方式來自電腦可讀取媒體。該些指令可包括，例如，導致或以其他方式配置成通用電腦、專用電腦、專用處理裝置的指令或資料，用以執行某些功能或功能組。部分運算資源可透過網路來存取。電腦可執行指令可以是例如，二元、中間格式指令例如組合語言、韌體或來源碼。電腦可讀取媒體的實施例可以是用於儲存指令、使用資訊、以及/或依據所述實施例之方法進行中所產生的資訊，該電腦可讀取媒體的實施例包括磁碟或光碟、快閃記憶體、提供非揮發性記憶體的USB裝置、網路儲存裝置等等。
依據本揭露實施方法之裝置可包括硬體、韌體以及/或軟體，並可使用各種形式因素。此種形式因素的標準實施例包括筆記型電腦、智慧型手機、小型化機構(small form factor)個人電腦、個人數位助理、框架安裝設備(rackmount device)、獨立設備(standalone device)等等。所述之功能性會以周邊或擴充卡(add-in card)實現。通過進一步的示例，此種功能性還可以在單一裝置的不同晶片或不同程序執行的電路板上實現。
指令、傳遞該些指令的媒體、執行該指令的運算資源，以及其他支持該運算資源的構造，係用以提供所述功能的方法。
本揭露之各種特點提供系統及方法，用於使用伺服器系統的基板管理控制器(BMC)來控制BBU系統的MCU及O型環場效電晶體系統，使得BBU系統可在沒有電池放電器的情況下，在多種操作模式下操作。儘管上面已經引用了具體實 施例，示出了可以如何在不同指令中使用可選操作，但是其他實施例可將可選操作併入不同指令中。為了解釋清楚，本揭露的一些實施例可以用包括獨自的功能區塊被呈現，該功能區塊包括裝置、裝置元件、在軟體中實現的方法的步驟或例程，或硬體和軟體的結合。
各種實施例可進一步在各種各樣的操作環境中實現，其中一些實施例可包括一或多個伺服器電腦、使用者電腦或可用於操作任何一個應用程式的運算裝置。使用者或客戶裝置可包括任意多個通用個人電腦，例如使用標準作業系統的桌上型或膝上型電腦，以及使用行動軟體並能支援多個網路及訊息的通訊協定的蜂巢、無線以及手持裝置。系統也可以包括運行多種商業可用的作業系統以及用於研發及資料庫管理的其他已知應用程式的多個工作站。這些裝置還可以包括其他電子裝置，例如虛擬終端(dummy terminal)、瘦客戶端(thin-client)、遊戲系統以及其他能夠透過網路通訊之裝置。
在硬體上實現的實施例或其部分的範圍內，本專利申請可以用以下技術的任何或其組合來實現：具有邏輯閘(logic gate)的離散邏輯電路(discrete logic circuit)，該邏輯閘用於在資料信號上實現邏輯功能、具有適合的組合邏輯閘之特定應用積體電路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、可程式硬體，例如可程式閘陣列(Programmable Gate Array，PGA)、現場可程式閘陣列(Field Programmable Gate Array，FPGA)等等。
多數實施例使用本領域技術人員所熟悉之至少一 網路，用於支援使用任何一種商業可獲得的通訊協定之通訊，例如TCP/IP、OSI、FTP、UPnP、NFS、CIFS、AppleTalk等等。該網路可為，例如本地區域網路、寬區域網路、虛擬私人網路、網際網路(internet)、內連網(intranet)、外連網(extranet)、公眾電話切換網路、紅外線網路、無線網路、以及以上任意組合。
根據上述實施例之方法，可以用電腦可執行指令來實現，該電腦可執行指令儲存於或其他可獲得方式來自電腦可讀取媒體。該些指令可包括，例如，導致或以其他方式配置成通用電腦、專用電腦、專用處理裝置的指令或資料，用以執行某些功能或功能組。部分運算資源可透過網路來存取。電腦可執行指令可以是例如，二元、中間格式指令例如組合語言、韌體或來源碼。電腦可讀取媒體的實施例可以是用於儲存指令、使用資訊、以及/或依據所述實施例之方法進行中所產生的資訊，該電腦可讀取媒體的實施例包括磁碟或光碟、快閃記憶體、提供非揮發性記憶體的USB裝置、網路儲存裝置等等。
依據本技術實施方法之裝置可包括硬體、韌體以及/或軟體，並可使用各種類型因素。此種類型因素的標準實施例包括伺服器電腦、筆記型電腦、智慧型手機、小型化機構(small form factor)個人電腦、個人數位助理等等。所述之功能性會以周邊或擴充卡(add-in card)實現。透過進一步的實施例，此種功能性還可以在單一裝置的不同晶片或不同程序執行的電路板上實現。
在使用網路伺服器的實施例中，網路伺服器可執 行各種伺服器或中層應用程式，包括HTTP伺服器、FTP伺服器、CGI伺服器、資料伺服器、Java伺服器以及商業應用伺服器。伺服器也能夠執行程式或指令碼，用以相應來自使用者裝置的請求，例如，藉由執行以一或多個指令碼或任意程式語言所編寫的一或多個網路應用程式，該程式語言可為Java®、C、C#或C++或任何諸如Perl、Python或TCL的指令碼語言、以及以上任意組合。伺服器也可以包括資料庫伺服器、包括但不限於在公開市場上商業可取得的伺服器。
伺服器系統可包括如上述討論的各種資料儲存以及其他記憶體和儲存媒體。這些資料儲存以及其他記憶體和儲存媒體可以常駐在各種位置，例如在本地的(及/或駐存在)一或多個電腦的儲存媒體，或遠端自網路上任一或所有的電腦。在一些特定的實施例中，資訊可以常駐在為熟悉此技藝人士所熟知的儲存區域網路(Storage-Area Network，SAN)內。相似地，用於執行對電腦、伺服器或其他網路裝置有所貢獻功能的任何所需檔案，可適當地儲存在本地或遠端。上述系統包括電腦化裝置，每個電腦化裝置可包括透過匯流排電性耦接的硬體元件，該硬體元件可包括，例如，至少一中央處理器(CPU)、至少一輸入裝置(例如滑鼠、鍵盤、控制器、觸敏式銀幕元件或鍵板)、以及至少一輸出裝置(例如顯示裝置、印表機、揚聲器)。此種系統也可包括一或多個儲存裝置，例如磁碟，光學儲存裝置以及固態儲存裝置，該固態儲存裝置可例如隨機存取記憶體(Random Access Memory，RAM)或唯讀記憶體(Read-Only Memory，ROM)以及其他可移除媒體裝置、 記憶卡、快閃記憶卡等等。
這些裝置還可以包括所述電腦可讀取儲存媒體讀取器、通訊裝置(例如，數據機、網路卡(無線或有線)、紅外線運算裝置)、以及工作記憶體。電腦可讀取儲存媒體讀取器可以連接到或配置為接收電腦可讀取儲存媒體，電腦可讀取儲存媒體代表遠端、本地、固定以及/或可移除的儲存裝置，以及用於暫時及/或永久地保存媒體、儲存、發送、及擷取電腦可讀取資訊。系統及各種裝置通常還包括位於至少一工作記憶體裝置之內的多個軟體應用程式、模組、服務、或其他元件，包括作業系統以及例如使用者應用程式或網路瀏覽器等應用程式。可以理解到，替代實施例可具有如前面所述的多個變形。舉例而言，可使用客製化硬體以及/或特定元件可在硬體、軟體(包括可攜帶式軟體，例如小型應用程式(applet))或兩者中實現。再者，也可以採用與諸如網路輸入/輸出裝置等其他運算裝置的連接。
用於儲存程式碼或部分程式碼的儲存媒體及電腦可讀取媒體可以包括在此技藝中已知或已使用之任何適當的媒體，該媒體可包括儲存媒體以及運算媒體，例如但不限定於揮發性及非揮發性、可移除的及不可移除的媒體，以針對儲存及/或傳送資料的任意方法或技術來實現，例如電腦可讀取指令、資料結構、程式模組或其他資料，包括RAM、ROM、EPROM、EEPROM、快閃記憶體或其他記憶體技術、CD-ROM、數位光碟(DVD)或其他光學儲存、磁卡(magnetic cassette)、磁帶、磁碟儲存或其他磁性儲存裝置、或用來儲存所需資訊且 可被系統裝置所存取的任何其他媒體。基於本文提供的技術及教示，熟悉此技藝人士可理解其他方式及/或方法，用以實現本揭露的各種實施例。
因此，說明書及圖式被認為是說明性而非限制性意義。然而，顯而易見地，可以在不脫離如申請專利範圍所闡述的專利申請的更廣泛精神和範圍情況下，對其進行各種修改及改變。

Claims (8)

  1. 一種電腦實現方法，用於管理包括一微控制器單元(MCU)、一電池組以及一O型環場效電晶體(ORing FET)系統的一高效能電池備用(BBU)系統，該方法包括：在一伺服器系統的控制器，接收該伺服器系統的一AC電源及一電源供應單元(PSU)的狀態訊息；在該AC電源或該PSU發生故障的情況下，產生一放電致能命令(discharging-enable command)，以致能該高效能電池系統向該伺服器系統進行放電；使該MCU致能該O型環場效電晶體系統的複數FET工作在飽和區；以及使該電池組向該伺服器系統的主要DC匯流排進行放電；在該PSU及該AC電源皆正常的情況下，判定該電池系統需要容量校正；產生一校正致能命令以致能該BBU系統的校正；使該電池系統的該MCU致能該O型環場效電晶體系統的該等FET工作在歐姆區；以及使該電池組向該伺服器系統的該主要DC匯流排進行放電。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之電腦實現方法，其中該O型環場效電晶體系統包括二個O型環場效電晶體，其具有背對背(back-to-back)的O型環場效電晶體拓撲結構；其中該二個O型環場效電晶體的閘極係連接在一起，並進一步耦接到該BBU系統的一誤差放大器的輸出端。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之電腦實現方法，其中該MCU係連接到該誤差放大器的參考電壓輸入端，以及其中該MCU被配置為調整該誤差放大器的輸出電壓，並因此透過設定該二個O型環場效電晶體的閘極電壓來控制該O型環場效電晶體系統的操作特性。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之電腦實現方法，更包括：在該PSU及該AC電源皆正常的情況下，判定該電池系統不需要容量校正；以及產生一充電致能命令，以致能該BBU系統被該伺服器系統的該電源供應單元(PSU)充電；接收該電池系統的狀態訊息，包括該電池組的輸出電壓。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之電腦實現方法，更包括：在該電池組的該輸出電壓低於一預定低值的情況下，產生一定電流充電致能命令(constant-current-charging-enable command)，以致能該BBU系統進入定電流充電模式；以及使該MCU致能該O型環場效電晶體系統的該等FET工作在歐姆區。
  6. 如申請專利範圍第4項所述之電腦實現方法，更包括：在該電池組的該輸出電壓等於或高於一預定低值的情況下，產生一定電壓充電致能命令(constant-voltage-charging-enable command)，以致能該BBU系統進入定電壓充電模式；以及使該MCU致能該O型環場效電晶體系統的該等FET工作在飽和區。
  7. 一種用於管理一高效能電池備用(BBU)系統的系統，其中該BBU系統包括一微控制器單元(MCU)、一電池組以及一O型環場效電晶體系統，用於管理該BBU系統的該系統包括：一處理器；以及一電腦可讀取媒體，儲存複數指令，當該等指令被該處理器執行時，用於管理該BBU系統的該系統執行操作包括：在一伺服器系統的控制器，接收該伺服器系統的一AC電源及一電源供應單元(PSU)的狀態訊息；在該AC電源或該PSU發生故障的情況下，產生一放電致能命令，以致能該高效能電池系統向該伺服器系統進行放電；使該MCU致能該O型環場效電晶體系統的複數FET工作在飽和區；以及使該電池組向該伺服器系統的主要DC匯流排進行放電；在該PSU及該AC電源皆正常的情況下，判定該電池系統需要容量校正；以及產生一校正致能命令以致能該BBU系統的校正；使該電池系統的該MCU致能該O型環場效電晶體系統的該等FET工作在歐姆區；以及使該電池組向該伺服器系統的該主要DC匯流排進行放電。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之用於管理該BBU系統的系統，其中當該等指令被該處理器執行時，用於管理該BBU系統的該系統執行操作包括：在該PSU及該AC電源皆正常的情況下，判定該電池系統不需要容量校正；以及產生一充電致能命令，以致能該BBU系統被該伺服器系統的該電源供應單元(PSU)充電；接收該電池系統的狀態訊息，包括該電池組的輸出電壓。
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