忧虑“电磁搅扰”成隐形杀手？ 宁畅工程师一招看护服务器安稳

提起电磁波,总让人联想到电视机的雪花屏以及播送的沙沙声。本来强度、频率规整的电磁波,因各种搅扰变得不安稳导致视听不畅。

在电子设备中,这种不安稳电磁波构成的高能波峰,便成为EMI(电磁搅扰)对周边设备形成耗费。EMI一向被视为电子设备的隐形杀手,比较一般运用环境及产品结构。放置在数据中心的服务器内部空间小、灵敏器材多、功率密度高、配电杂乱,加之不计其数台服务器一同作业,巨大数量的电子设备使EMI问题愈加杰出。

近来,新锐服务器厂商宁畅工程师,便就产品预研进程中怎么处理服务器EMI问题发布了一种处理计划,宁畅工程师用各种办法,才将不安稳的电磁波变为“规整”的“宁畅波”。

宁畅信息产业(北京)有限公司(简称“宁畅”)是集研制、出产、布置、运维一体的服务器厂商,及IT体系处理计划供应商。宁畅可结合用户需求,供应全方位深化定制化服务。

处理事例:

问题:电磁搅扰达250mV

宁畅硬件工程师测验某主板体系100M CLK信号有叠加570kHz左右的周期性脉冲,信号上下叠加搅扰峰值高达250mV,导致信号质量不符合SI Spec要求。图片如下:

查找原因

一、检查原理图,此信号是由100MHz CLK发生器通过Buffer输出至各PCIe Slave设备,测验发现CLK3有周期性搅扰。测验Buffer输出其他信号,发现CLK1也有搅扰,可是其他通道CLK信号此搅扰很小,扫除此Buffer芯片自身问题或芯片供电影响。

二、检查PCB比照CLK信号走线差异,CLK2走线布在BOT层,CLK3走线布在BOT和内层。两组信号在BOT层走线没有太大差异,开始扫除BOT层搅扰。通过仔细检查,CLK3内层走线的上下两层是完好的GND参阅层,走线距离满意手册要求,层内其他信号搅扰也可扫除。独自测验GND信号,发现有560kHz周期性搅扰,开始定位搅扰源。

三、这种低频率噪声首要置疑来历是开关电源的PWM信号。

选用如下几种代替试验,来验证源头:

通过以上试验可开始判断是合路缓起芯片作业中发生的搅扰通过GND层耦合到了CLK信号。

原因剖析

依据合路芯片规格书,检查其内结构框图,发现其有两路输出,OUT1输出链路没有通过PWM开关链路,中心仅仅通过一些MOSFET,其功用主要是均流效果,不是原因地点。而OUT2部分没有具体框图,从其Spec能够得到其开关频率典型值有两个:510kHz和480kHz。置疑此部分电路为搅扰源。

寻觅处理计划

找到源头了,接下来就要处理问题。将此问题定位为EMI问题,一般处理办法有3种:

1.按捺搅扰源;2.堵截耦合途径;3.维护被搅扰源;

实践剖析、处理及验证进程:

为下降噪声和搅扰,添加滤波电容是一个可选的处理途径,测验在输入和输出添加滤波电容试验成果如下:

康复问题板卡初始状况,将板卡装置至机壳,并通过多根粗线将板卡GND信号连到地。测验搅扰大幅度削减,且接地线越多,搅扰幅值越小,CLK信号搅扰减小到50mV左右,在Spec要求范围内,问题处理。

经历及反思

1.在运用阻隔电源的板卡中需求分外重视EMI问题。

2.EMI问题处理手法有些是对立的,需求灵敏合理使用。比方堵截耦合途径需求去掉阻隔电源两头的EMI电容,而按捺搅扰源需求将EMI电容加上。

3.由于测验环境与实践运转环境有些距离,导致测验成果纷歧定是实践运转成果,所以对部分测验成果要持置疑态度。

4. EMI搅扰是共模搅扰,单纯电容滤波难以处理。

综上所述:在面临板卡调试的各种疑难杂症时,要学会多加考虑和各种测验,尽头一切手法,在看似各种彼此对立的处理办法中寻觅适宜的计划。

图说:宁畅2U双路机架服务器R620,历经上千项测验与优化

5000项测验模型助降20%网建本钱

宁畅工程师介绍,在产品规划与研制阶段阶段,宁畅服务器内的每一块硬件板卡均通过严厉的板级测验流程,包含:硬件PowerOn测验、PI测验、SI测验等,每个测验环节的监测项超越300个,掩盖并验证一切底层规划,为产品质量保驾护航。

此外,为高效、高质量地完结客户需求的定制化服务器项目。宁畅整机测验部分,积累了5000项测验模型,并完成了“主动化”测验、主动在线数据收集剖析等技能,全主动化测验程序将3至5日的作业缩短至20小时内,协助客户下降网络建造本钱20%,进步运维功率30%以上。

除以上测验外,为保证定制服务器产品的安稳性,宁畅产品还需通过抗振荡测验、抗搅扰测验、磕碰测验、温湿度测验、耐腐蚀等近百项安稳性测验与优化。