【正文】 4 結(jié)果與結(jié)論 基于 嵌入式 ARM 處理器的 溫度控制系統(tǒng) 的設計和實施 已經(jīng)完成了 。為了驗證設計的有效性，溫度傳感器 被放在一個比室內(nèi)溫度高的 烤箱 內(nèi) 。 這時 風扇 在 全速運行并發(fā)現(xiàn)溫度重返正常溫度。 我們 重復的 用 各種 不同的 超大規(guī)模集成電路 來做這個實驗， 像奔騰處理器芯片， FPGA 芯片 等。我們將 溫度傳感器 放在 接近 奔騰處理器的計算機 的位置 ， 慢慢的我們觀察到風扇的速度 自動增加，芯片的溫度被控制。這些結(jié)果 在 LCD 液晶顯示面板 上可以看見 。雖然目前的 系統(tǒng)在 特定環(huán)境 下 是行之有效的，但以下結(jié)論仍然是值得強調(diào)。 一般情況下， 使用 控制風扇速度或時鐘節(jié)流 的方式來控制溫度的條件是必須及 4 時的檢測出目標芯片的溫度 。 這個實驗中 通過放置一個溫度傳感器 在 目標芯片旁邊，在某些情況下， 也可以放在被測物體下方或者是散熱器下 。以這種方式 檢測 高速芯片 的溫度與實際溫度較為接近 ，但 也有可能 測量溫度 比 管芯溫度上升 時溫度要低 。因此 ， 電路板或散熱片溫度 和 高速芯片 管芯 的溫度必須相關。當然 如果有很多高速芯片 是更好的選擇。許 多 CPU， FPGA 和其他高速集成電路包 含 一個熱二極管，其實是一個 連接雙極晶體管 的 二極管。 使用遠程 二極管溫度傳感器連接到這個熱二極管，得出的結(jié)果 可以 與 直接測量 VLSI 芯片 一樣精確 。這不僅消除了目標 IC 的封裝與室外溫度 有 較大的溫 差所產(chǎn)生的誤差 ，它也消除了 芯片 從幾秒鐘到幾分鐘 內(nèi)由于 溫度變化作出反應的延誤 。 還有一個缺點， 有關 風扇轉(zhuǎn)速控制。一般情況下，風扇轉(zhuǎn)速通過調(diào)整風扇的電源電壓 來控制 。這是通過 調(diào)整 一個低頻 約 50 Hz 的 PWM 信號 的 占空比變化來調(diào)整風扇的速度。這 種方法 價格低廉，也 很有 效率。但是，這種方法的缺點是 由于脈沖電壓的性質(zhì) ，它使風扇 的噪音有點大 。 PWM 波形的快速 觸發(fā) 沿導致 風扇機械 結(jié)構(gòu) 產(chǎn)生 移動，這是 產(chǎn)生噪音的一個原因 。 在一些系統(tǒng)中 ， 限制風扇的速度變化率也是重要的。 如果該 系統(tǒng) 與 用戶接近 的話這一點是很關鍵的 。在某些環(huán)境中 ， 只需 切換 風扇 的 開關或改變速度 可以 讓 溫度變化。但是，當用戶在 系統(tǒng) 附近 時 ，在 風扇的速度的 突然變化 會產(chǎn)生 非常惱人的噪音。因此，為了避免這些影響 ， 風扇的驅(qū)動器信號必須限制在一個可接受 范圍內(nèi) 。 在目前的工作溫度是 由 溫度傳感器 LM35 來采集， 電機 的轉(zhuǎn)速 是通過改變控制的處理器產(chǎn)生的 PWM脈寬來控制 。但 LM35溫度傳感器并不能做到非常精確地采集溫度 ，即使我們 讓 LM35 溫度傳感器非常接近 集成電路處理器或 VLSI 芯片。 因此，我們可以使用一個遠程二極管溫度傳感器連接到熱二極管， 這種 措施的直接 測出 高速集成電路 的溫度，檢測出的結(jié)果非常精確 。 另一個重要 方面是各種傳感器的遠程溫度高達 五個傳 感渠道，可以 將 檢測 到的高速芯片的溫度數(shù)據(jù)傳送到微控制器。 風扇轉(zhuǎn)速的監(jiān)測與多渠道風扇轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器可以 有效的控制溫度。外部微控制器的命令可提供可靠的控制電源電壓來監(jiān)測風扇轉(zhuǎn) 5 速與調(diào)節(jié)多渠道風扇轉(zhuǎn)速。 對于這個簡單的 由 MAXIM MAX6660 和 MAX6653 組成的 集成電路 。 第一個 IC 可以檢測 到遠程溫度 然后通過溫度來控制風扇風速 。它 由內(nèi)部晶體管 產(chǎn)生一個直流電源電壓 給風扇供電 。第二個 IC 也執(zhí)行類似的功能，但驅(qū)動器 由外部晶體管產(chǎn)生 PWM 波形。 兩個集成電路 都包含完整的熱故障 監(jiān)測 系統(tǒng)， 如果高速芯片太熱 ，系統(tǒng)會自動關閉 。因此，目前的工作可以使用上述 技術 進一步提高 。 6 原文出處： By:Narasimha Murthy Yayavaram。Saritha Chappidi。Sukany amp。 Transducers Journal,2020, Embedded Processor Based Automatic Temperature Control of VLSI Chips Abstract This paper presents embedded processor based automatic temperature control of VLSI chips, using temperature sensor LM35 and ARM processor LPC2378. Due to the very high packing density, VLSI chips get heated very soon and if not cooled properly, the performance is very much affected. In the present work, the sensor which is kept very near proximity to the IC will sense the temperature and the speed of the fa n arranged near to the IC is controlled based on the PWM signal generated by the ARM processor. A buzzer is also provided with the hardware, to indicate either the failure of the fan or overheating of the IC. The entire process is achieved by developing a suitable embedded C program. Keywords: Temperature sensor, ARM processor, VLSI chips, Brushless DC motor 7 With the phenomenal developments in VLSI technology, the ambitious IC designers are trying to put more transistors in to smaller packages. So, the ICs run at higher speeds and produce large amount of heat which creates the problem of thermal management. For example, nowadays the CPU chips are being smaller and smaller with almost no room for the heat to escape. The total power dissipation levels now reside on the order of 100 W with a peak power density of 400500 W/Cm2, and are still steadily climbing. As the chip temperature increases its performance is very much degraded by parameters shift, decrease in operating frequencies and outof specification of timings. So the high speed