一种DDR5电源管理系统的制作方法

一种ddr5电源管理系统
技术领域
1.本发明涉及计算机硬件技术领域，特别涉及一种ddr5电源管理系统。


背景技术：

2.在服务器系统中，ddr4及之前几代内存的供电一般是由主板的电源芯片将12v和3.3v的电转换为内存所需要的电，但是在ddr5内存上，供电有了比较大的变化，ddr5内存只需要主板供给12v和3.3v的电压，不依赖于主板的供电而是通过内存上的pmic(power management integrated circuit，即电源管理芯片)来转换成需要的电压。从ddr5开始内存的供电方案从主板上转移到了内存上。这就导致对于内存电源方案的设计需要修改。各大电源厂商提出了pmic的方案。
3.内存上的pmic是一种用于ddr5 on-dimm电源的集成降压数字转换器，它为dimm(dual-inline-memory-modules，即双列直插式存储模块)模块上的dram(dynamic random access memory，即动态随机存取存储器)芯片提供vdd(器件的电源端)、vddq(存储芯片输出缓冲器供电电压)和vpp(virtual power plant，即虚拟发电厂)电压，并具有可配置的电流能力，结构图参考图1所示。一条ddr5内存上使用一颗pmic供电，当pmic出现问题时，内存条的供电全部会受到影响，整个内存条会无法使用，导致系统丢失内存。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明的目的在于提供一种ddr5电源管理系统，能够通过设置电源管理芯片组和电子保险丝确保当一个电源管理芯片出现故障时还可以通过其他电源管理芯片进行供电，以保障内存的正常供电。其具体方案如下：
5.第一方面，本技术公开了一种ddr5电源管理系统，包括：
6.包含若干电源管理芯片的电源管理芯片组；
7.分别设置于每个所述电源管理芯片与供电电源之间的若干电子保险丝，以便在任一所述电源管理芯片的当前输出电平为低电平时相应的所述电子保险丝触发熔断操作，以断开该电源管理芯片与所述供电电源之间的电连接；
8.电路元件组，用于根据每个所述电源管理芯片各自的当前输出电平的电平状态确定出所述电源管理芯片组的实际输出电平，以便在所述实际输出电平为高电平时通过所述供电电源向ddr5内存芯片进行供电。
9.可选的，所述电源管理芯片组包括第一电源管理芯片和第二电源管理芯片，以便所述供电电源在任一电源管理芯片所在线路出现故障时通过另一电源管理芯片向ddr5内存芯片进行供电。
10.可选的，所述若干电子保险丝包括第一电子保险丝和第二电子保险丝；
11.所述第一电子保险丝设置于所述供电电源与所述第一电源管理芯片之间；所述第二电子保险丝设置于所述供电电源与所述第二电源管理芯片之间。
12.可选的，所述电路元件组为基于或非门和反相器构建的元件组，设置于所述电源
管理芯片组与所述ddr5内存芯片之间。
13.可选的，所述或非门和所述反相器均为基于若干金属氧化物半导体场效应管构建的器件。
14.可选的，所述ddr5电源管理系统，还包括：
15.连接每个所述电源管理芯片和所述ddr5内存芯片的双向二线制同步串行总线，用于通过地址扫描操作以确定当前输出电平为低电平的所述电源管理芯片相应的故障信息。
16.第二方面，本技术公开了一种ddr5电源管理方法，应用于如权利要求1至6任一项所述的ddr5电源管理系统，包括：
17.在所述ddr5电源管理系统中任一电源管理芯片的当前输出电平为低电平时，通过所述ddr5电源管理系统中相应的电子保险丝触发熔断操作，以断开该电源管理芯片与供电电源之间的电连接；
18.根据所述ddr5电源管理系统中每个电源管理芯片各自的当前输出电平的电平状态，确定出所述电源管理芯片组的实际输出电平；
19.在所述实际输出电平为高电平时通过所述供电电源向ddr5内存芯片进行供电。
20.第三方面，本技术公开了一种ddr5电源，包括供电电源以及如权利要求1至6任一项所述的ddr5电源管理系统。
21.第四方面，本技术公开了一种ddr5内存，包括ddr5内存芯片以及如权利要求8所述的ddr5电源。
22.第五方面，本技术公开了一种服务器，包括如权利要求9所述的ddr5内存。
23.可见，本技术提供了一种ddr5电源管理系统包含若干电源管理芯片的电源管理芯片组；分别设置于每个所述电源管理芯片与供电电源之间的若干电子保险丝，以便在任一所述电源管理芯片的当前输出电平为低电平时相应的所述电子保险丝触发熔断操作，以断开该电源管理芯片与所述供电电源之间的电连接；电路元件组，用于根据每个所述电源管理芯片各自的当前输出电平的电平状态确定出所述电源管理芯片组的实际输出电平，以便在所述实际输出电平为高电平时通过所述供电电源向ddr5内存芯片进行供电。由此可见，在所述电源管理芯片组中若有任意电源管理芯片的当前输出电平为低电平，则可以通过熔断电子保险丝以断开所述电源管理芯片与所述供电电源之间的电连接，保证利用其他电源管理芯片为ddr5内存芯片的正常供电，这样一来，通过设置电源管理芯片组和电子保险丝可以确保当某一电源管理芯片出现故障时不会影响ddr5内存芯片的正常供电，增加了系统的可靠性，避免了仅使用一个电源管理芯片供电出现问题时，ddr5内存芯片受到影响导致ddr5内存无法使用等问题出现。
24.本技术还提供了一种ddr5电源管理方法，该方法在所述ddr5电源管理系统中任一电源管理芯片的当前输出电平为低电平时，通过所述ddr5电源管理系统中相应的电子保险丝触发熔断操作，以断开该电源管理芯片与供电电源之间的电连接；接着根据所述ddr5电源管理系统中每个电源管理芯片各自的当前输出电平的电平状态，确定出所述电源管理芯片组的实际输出电平；然后在所述实际输出电平为高电平时通过所述供电电源向ddr5内存芯片进行供电。由此可知，当任意电源管理芯片输出低电平时，可以将所述电源管理芯片相应的电子保险丝熔断，以断开该电源管理芯片与供电电源的连接，并基于ddr5电源管理系统中每个电源管理芯片确定当前输出电平，并在实际输出电平为高电平时，正常向ddr5供
电，这样一来，可以使电源管理芯片组中的若干电源管理芯片互为冗余，并在某一芯片发生故障时通过其他芯片保障ddr5内存的正常供电，相较于只有一个电源管理芯片的ddr5内存可靠性更高，还能够有效的提高内存的可用性和可服务性。
附图说明
25.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
26.图1为本技术公开的一种现有ddr5内存结构示意图；
27.图2为本技术公开的一种ddr5电源管理系统结构图；
28.图3为本技术公开的一种或非门结构示意图；
29.图4为本技术公开的一种反相器结构示意图；
30.图5为本技术公开的一种具体的ddr5电源管理系统结构示意图；
31.图6为本技术公开的一种ddr5电源管理方法流程图。
32.图中各标记说明如下：1为电源管理芯片组；7为第一电源管理芯片；8为第二电源管理芯片；2为电路元件组；9为或非门；10为反相器；3为供电电源；4为ddr5内存芯片；5为第一电子保险丝；6为第二电子保险丝；11为双向二线制同步串行总线。
具体实施方式
33.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，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，都属于本技术保护的范围。
34.服务器系统中，ddr4及之前几代内存的供电一般是由主板的电源芯片将12v和3.3v的电转换为内存所需要的电，但是在ddr5内存上，供电有了比较大的变化，ddr5内存只需要主板供给12v和3.3v的电压，不依赖于主板的供电而是通过内存上的pmic(power management integrated circuit，即电源管理芯片)来转换成需要的电压。从ddr5开始内存的供电方案从主板上转移到了内存上。这就导致对于内存电源方案的设计需要修改。一条ddr5内存上使用一颗pmic供电，当pmic出现问题时，内存条的供电全部会受到影响，整个内存条会无法使用，导致系统丢失内存。
35.参见图2所示，本技术实施例公开了一种ddr5电源管理系统，该ddr5电源管理系统包括电源管理芯片组1，用于将供电电源提供的电压转换成ddr5内存芯片需要的电压，包含第一电源管理芯片7和第二电源管理芯片8，以便所述供电电源3在任一电源管理芯片所在线路出现故障时通过另一电源管理芯片向ddr5内存芯片4进行供电。可以理解的是所述第一电源管理芯片7和所述第二电源管理芯片8是两个相同的电源管理芯片，并联在供电电源3和ddr5内存芯片4之间，两个电源管理芯片互为冗余，共同为ddr5内存芯片供电，以保证ddr5内存芯片的正常工作，这样一来，可以防止只设置一个电源管理芯片时，电源管理芯片出现故障导致无法正常为ddr5内存芯片供电进而使ddr5内存无法正常工作的问题，提高了
内存的ras(reliability、availability、serviceability，即可靠性，可用性，可服务性)特性。
36.本实施例中，每个所述电源管理芯片与供电电源3之间分别设置了若干电子保险丝(efuse)，即在所述第一电源管理芯片7与供电电源3之间设置了第一电子保险丝5，在所述第二电源管理芯片8与供电电源3之间设置了第二电子保险丝6，以便在任一所述电源管理芯片的当前输出电平为低电平时相应的所述电子保险丝触发熔断操作，以断开该电源管理芯片与所述供电电源之间的电连接。例如，若所述第一电源管理芯片7的当前输出电平为低电平，则说明当前所述第一电源管理芯片7出现故障，则对所述第一电子保险丝5触发熔断操作，断开所述第一电源管理芯片7与所述供电电源3之间的电连接，保证所述ddr5内存芯片4不会受到所述第一电源管理芯片7的影响而损坏。
37.本实施例中，所述ddr5电源管理系统还包括电路元件组2，所述电路元件组2包括或非门9和反相器10，设置于所述电源管理芯片组1与所述ddr5内存芯片4之间，用于根据每个所述电源管理芯片各自的当前输出电平的电平状态确定出所述电源管理芯片组1的实际输出电平，以便在所述实际输出电平为高电平时通过所述供电电源3向所述ddr5内存芯片4进行供电，即根据所述第一电源管理芯片7和第二电源管理芯片8各自的当前输出电平的电平状态，确定向ddr5内存芯片4输出的实际输出电平，若所述第一电源管理芯片7和所述第二电源管理芯片8的当前输出电平都为高电平，则将电源管理芯片输出正常的pgood(power good，信号良好)信号通过或非门9和反相器10向所述ddr5内存芯片4输出高电平，同时给ddr5内存上的dram颗粒即内存芯片和其他芯片供电；若两个电源管理芯片中有一个电源管理芯片的当前输出电平为低电平，另一个电源管理芯片的当前输出电平为高电平，则确定实际输出电平为高电平，并向所述ddr5内存芯片4输出高电平；但若两个电源管理芯片的当前输出电平都为低电平，则说明两个电源管理芯片都存在故障，停止向所述ddr5内存芯片4供电，需要指出的是，两个芯片同时出现故障的可能性极小，所以本方案暂不考虑两个芯片同时出现故障的情况。可以通过所述或非门9和反相器10来确保两个电源管理芯片中只需要有一个电源管理芯片的当前输出电平为高电平，就可以输出高电平给所述ddr5内存芯片4接口上的pcamp这个pin(personal identification number，即个人身份识别码)，以告诉系统内存电源供电还是正常的，这样一来，就可以确保当一个电源管理芯片出现故障时，利用另一个电源管理芯片保证内存的正常供电和工作。
38.本实施例中，所述或非门9和所述反相器10均为基于若干金属氧化物半导体场效应管(metal-oxide-semiconductor field-effect transistor，mos)构建的器件。参见图3所示，所述或非门9是由两个串联的p沟道增强型mos管和两个并联的n沟道增强型mos管构成的，参见图4所示，所述反相器10是由一个n沟道增强型mos管和一个p沟道增强型mos管构成的。基于上述实施例可知，通过组合所述或非门9和所述反相器10实际上可以形成并实现或门，以实现两个电源管理芯片中只要有一个输出高电平即可将实际输出电平确定为高电平。
39.本实施例中，服务器中的cpu通过i2c即双向二线制同步串行总线11来管理两个电源管理芯片和内存上的部分芯片，连接了每个所述电源管理芯片和所述ddr5内存芯片4，当某一电源管理芯片输出电平为低电平时，可以通过i2c总线11扫描地址的方式了解到一个电源管理芯片出现了故障，并确定当前输出电平为低电平的所述电源管理芯片相应的故障
信息，以便用户基于所述故障信息对出现故障的电源管理芯片进行更换维修等操作。
40.参见图5所示，在本技术的内存设计中，供电电源提供的12v和3.3v的电源通过ddr5内存主板的dimm连接器之后通过两个efuse即电子保险丝分别给两个内存的pmic即电源管理芯片供电，每个ddr5内存的pmic再转换成ddr5内存上其他芯片需要的电源之后通过mos构成的电路元件给它们供电，同时cpu通过i2c总线来管理两个pmic和内存上的部分芯片以确定故障芯片的相关信息。
41.可见，本技术提供了一种ddr5电源管理系统包含若干电源管理芯片的电源管理芯片组1；分别设置于每个所述电源管理芯片与供电电源3之间的若干电子保险丝，以便在任一所述电源管理芯片的当前输出电平为低电平时相应的所述电子保险丝触发熔断操作，以断开该电源管理芯片与所述供电电源之间的电连接；电路元件组2，用于根据每个所述电源管理芯片各自的当前输出电平的电平状态确定出所述电源管理芯片组的实际输出电平，以便在所述实际输出电平为高电平时通过所述供电电源3向ddr5内存芯片4供电。由此可见，在所述电源管理芯片组1中若有任意电源管理芯片的当前输出电平为低电平，则可以通过熔断电子保险丝以断开所述电源管理芯片与所述供电电源3之间的电连接，保证利用其他电源管理芯片为ddr5内存芯片4的正常供电，这样一来，通过设置电源管理芯片组1和电子保险丝可以确保当某一电源管理芯片出现故障时不会影响ddr5内存芯片4的正常供电，增加了系统的可靠性，避免了仅使用一个电源管理芯片供电出现问题时，ddr5内存芯片4受到影响导致ddr5内存无法使用等问题出现。
42.参见图6所示，本技术实施例公开了一种ddr5电源管理方法，应用于ddr5电源管理系统，包括：
43.步骤s11：在ddr5电源管理系统中任一电源管理芯片的当前输出电平为低电平时，通过所述ddr5电源管理系统中相应的电子保险丝触发熔断操作，以断开该电源管理芯片与供电电源之间的电连接。
44.本实施例中，在ddr5电源管理系统中电源管理芯片组1中的任意一个电源管理芯片的当前输出电平为低电平时，表明所述电源管理芯片发生故障，则通过所述ddr5电源管理系统中与所述电源管理芯片连接的相应的电子保险丝触发熔断操作，以断开所述电源管理芯片与所述供电电源3之间的电连接，即在电源管理芯片组中，若第一电源管理芯片7输出电平为低电平，第二电源管理芯片8输出电平为高电平，表明此时第一电源管理芯片7出现故障，则将与所述第一电源管理芯片7连接的第一电子保险丝5熔断，并通过第二电源管理芯片8正常为ddr5内存芯片4供电。这样一来，当其中一个电源管理芯片的后端发生短路时，电子保险丝也可以及时的断电来保护ddr5内存芯片不被损坏。
45.步骤s12：根据所述ddr5电源管理系统中每个电源管理芯片各自的当前输出电平的电平状态，确定出所述电源管理芯片组的实际输出电平。
46.本实施例中，可以利用电路元件组2中的或非门9和反向器10根据所述ddr5电源管理系统中每个电源管理芯片各自的当前输出电平的电平状态，进而确定出所述电源管理芯片组1的实际输出电路。即所述第一电源管理芯片7和所述第二电源管理芯片8中任意一个电源管理芯片输出的电平为高电平，即可将实际输出电平确定为高电平，若所述第一电源管理芯片7和第二电源管理芯片8输出的电平都为低电平，则将实际输出电平确定为低电平，这样一来，可以实现两个电源管理芯片互为冗余，以确保两个电源管理芯片中只要有一
个电源管理芯片是正常的，就可以保证ddr5内存的正常供电，提高了内存的ras特性。
47.步骤s13：在所述实际输出电平为高电平时通过所述供电电源向ddr5内存芯片进行供电。
48.本实施例中，利用所述电路元件组2确定实际输出电平后，在所述实际输出电平为高电平时通过供电电源3以及电源管理芯片向ddr5内存芯片4进行供电，以保证ddr5内存正常工作。
49.可见，本实施例在所述ddr5电源管理系统中任一电源管理芯片的当前输出电平为低电平时，通过所述ddr5电源管理系统中相应的电子保险丝触发熔断操作，以断开该电源管理芯片与供电电源3之间的电连接；接着根据所述ddr5电源管理系统中每个电源管理芯片各自的当前输出电平的电平状态，确定出所述电源管理芯片组1的实际输出电平；然后在所述实际输出电平为高电平时通过所述供电电源3向ddr5内存芯片4进行供电。由此可知，当任意电源管理芯片输出低电平时，可以将所述电源管理芯片相应的电子保险丝熔断，以断开该电源管理芯片与供电电源3的连接，并基于ddr5电源管理系统中每个电源管理芯片确定当前输出电平，并在实际输出电平为高电平时，正常向ddr5供电，这样一来，可以使电源管理芯片组1中的若干电源管理芯片互为冗余，并在某一芯片发生故障时通过其他芯片保障ddr5内存的正常供电，相较于只有一个电源管理芯片的ddr5内存可靠性更高，还能够有效的提高内存的可用性和可服务性。
50.进一步的，本技术实施例还公开了一种ddr5电源，包括供电电源以及前述的ddr5电源管理系统，用于利用所述ddr5电源为ddr5内存供电。关于该设备的具体构造可以参考前述实施例中公开的相应内容，在此不再进行赘述。
51.进一步的，本技术实施例还公开了一种ddr5内存，包括ddr5内存芯片以及前述的ddr5电源，当然也包括前述的ddr5电源管理系统，用于利用所述ddr5电源管理系统进行供电的ddr5内存存放cpu中的运算数据。关于该设备的具体构造可以参考前述实施例中公开的相应内容，在此不再进行赘述。
52.进一步的，本技术实施例还公开了一种服务器，包括前述的ddr5内存，用于利用所述ddr5内存管理计算机资源。关于该设备的具体构造可以参考前述实施例中公开的相应内容，在此不再进行赘述。
53.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
54.专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本技术的范围。
55.结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(ram)、内存、只读存
储器(rom)、电可编程rom、电可擦除可编程rom、寄存器、硬盘、可移动磁盘、cd-rom、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
56.最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，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。
57.以上对本技术所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本技术的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本技术的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本技术的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本技术的限制。