剖析CPU温度监控技术

技术分类: 微处理器与DSP  消费电子设计  | 2006-10-08
作者:安徽财经大学 陈忠民

       三、第一代温度监控系统,并不可靠 

       cpu温度监控系统根据控制电路所处的位置,可分为外部控制型和内部控制型两种基本结构。外部控制型监控系统,现在被称为第一代温度监控技术,它有三种基本存在形式∶一种是采用独立的控制芯片,如WINBOND的W83627HF、ITE的IT8705、IT8712等,这些芯片除了处理温度信号,同时还能处理电压和转速信号(如图6);第二种形式是在BIOS芯片中集成了温度控制功能;第三种形式是南桥芯片中集成温度控制功能。在现行的主板中,三种形式同时存在,如果主板说明书中没有特别说明,我们一时难以判断监控硬件的准确位置。

第一代热量监控系统框图

                                                      图6 第一代热量监控系统框图

       图7是一个以MIC284为核心CPU温度监控电路,该电路只能控制CPU风扇的转速,但它可以将温度信号通过SMBus端口传送给BIOS芯片,以实现更多控制功能。

一个实际的监控电路

                                                   图7  一个实际的监控电路

       小知识∶什么是SMBus?

       SMBus是System Management Bus(系统管理总线)的缩写,是1995年由Intel提出的。SMBus只有两根信号线:双向数据线和时钟信号线。PCI插槽上也给SMBus预留了两个引脚(A40为SMBus 时钟线,A41为SMBus 数据线),以便于PCI接口卡与主板设备之间交换信息。


       SMBus的数据传输率为100kbps,虽然速度较慢,却以其结构简洁造价低廉的特点,成为业界普遍欢迎的接口标准。Windows中显示的各种设备的制造商名称和型号等信息,都是通过SMBus总线收集的。主板监控系统中传送各种传感器的测量结果,以及BIOS向监控芯片发送命令,也是利用SMBus实现的。

       监控芯片通常是可编程的ASIC微控制器,应用软件经BIOS将控制命令和数据经接口电路发送给监控芯片,修改其控制参数,一些监控软件正是通过这种途径来显示和调整CPU电压和风扇转速的。

       监控芯片是温度监控系统的核心,其质量优劣对控制性能有很大的影响。但由于监控芯片种类繁多,在功能和性能上有很大差异,给使用和鉴别带来一定困难。

       首先,各种监控芯片在控制功能上有很大差异(譬如某个芯片可以控制两个风扇,多数则只能控制一个风扇),通常引脚数越多,功能越强。

       其次,即便功能相同的芯片,性能上也会有差别,其中一个重要的区别在数据位的不同(譬如MAX6682的分辨率是10位,TC1024为9位,FMS2701为8位),位数少的芯片输出的数据精度自然也就降低了(8位芯片温度转换误差为±3℃)。另一个性能差别在采样速率上,如果采样速率低(例如FMS2701的采样速率为1s),必然增加信号延迟,无法及时跟踪CPU温度的变化。
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