電子系統(tǒng)和用于評(píng)估并且預(yù)測(cè)該電子系統(tǒng)的失效的方法
【專利摘要】電子系統(tǒng)和用于評(píng)估并且預(yù)測(cè)該電子系統(tǒng)的失效的方法。本公開涉及包括多個(gè)元件的電子系統(tǒng)且多個(gè)元件包括限制電子系統(tǒng)的可靠性的部件，且涉及用于評(píng)估并且預(yù)測(cè)該電子系統(tǒng)的失效的方法。本發(fā)明的任務(wù)在于實(shí)現(xiàn)一種系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠通過(guò)測(cè)量并監(jiān)測(cè)與其連接的至少一個(gè)部件的至少一個(gè)可靠性限制參數(shù)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，監(jiān)測(cè)影響例如電源的電子系統(tǒng)的可靠性的參數(shù)(諸如溫度)、以及能夠預(yù)測(cè)電源失效的參數(shù)(諸如大容量電容器ESR)。通過(guò)包括以下步驟的方法使用具有監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的電子系統(tǒng)：通過(guò)傳感器測(cè)量影響或者關(guān)聯(lián)部件的可靠性的參數(shù)，通過(guò)通信單元收集所測(cè)量的傳感器數(shù)據(jù)和/或其它數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)傳輸?shù)接?jì)算設(shè)備以用于處理并預(yù)測(cè)所述部件的失效并對(duì)失效進(jìn)行警告。
【專利說(shuō)明】
電子系統(tǒng)和用于評(píng)估并且預(yù)測(cè)該電子系統(tǒng)的失效的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本公開涉及一種包括多個(gè)元件的電子系統(tǒng)，并且所述多個(gè)元件包括限制電子系統(tǒng) 的可靠性的部件(device)。
[0002] 本公開還涉及一種用于評(píng)估并且預(yù)測(cè)該電子系統(tǒng)的失效(failure)的方法。
【背景技術(shù)】
[0003] 期望多個(gè)電子系統(tǒng)連續(xù)地操作并且容忍子系統(tǒng)和部件的失效。例如，大型計(jì)算機(jī) 系統(tǒng)中的部件失效率是指每幾個(gè)小時(shí)預(yù)期某些類型的故障(fault)，然而該系統(tǒng)必須保持 可操作。包括預(yù)防性維護(hù)和冗余的多個(gè)因素有助于系統(tǒng)的可靠性。
[0004] 在電源中，最常見的失效點(diǎn)是大容量電容器，大容量電容器具有約為數(shù)千小時(shí)的 壽命并且一直是因?yàn)榭煽啃詥?wèn)題而導(dǎo)致很多高配置最終產(chǎn)品召回的原因。然而，盡管存在 由不可靠電源電容器導(dǎo)致的問(wèn)題，但是與可靠設(shè)計(jì)技術(shù)相關(guān)的成本仍然是它們?cè)诔烁叨?系統(tǒng)以外的任何事物中被采用的障礙。
[0005] 電源通常包括由AC-DC轉(zhuǎn)換、功率因數(shù)校正、總線轉(zhuǎn)換和負(fù)載調(diào)節(jié)點(diǎn)組成的電力 鏈，如圖1所示。
[0006] 通常，系統(tǒng)設(shè)計(jì)者通過(guò)使用諸如冗余、降低額定值(derating)、使用更可靠組件、 熱管理等的技術(shù)來(lái)確?？煽啃?。然而，與這些技術(shù)相關(guān)聯(lián)的成本意味著電源可靠性是昂貴 的。
[0007] 冗余涉及復(fù)制電力系統(tǒng)的多個(gè)方面，使得附加單元可以接管失效部件或單元的功 能。除了提供冗余單元的較高成本以外，該方法還要求在警告用戶之前發(fā)生失效。
[0008] 降低額定值涉及使用遠(yuǎn)低于它們的額定規(guī)格的級(jí)別的組件或部件，這通常涉及比 所必須的更昂貴且更大的組件或部件。因?yàn)榻M件或部件的壽命在操作溫度每降低10度時(shí)通 常加倍，所以降低額定值通常涉及昂貴的附加冷卻。
[0009] 電源遙測(cè)數(shù)據(jù)通常通過(guò)使用普及的PMBUS標(biāo)準(zhǔn)（電力管理總線標(biāo)準(zhǔn)）可用。雖然電 源遙測(cè)數(shù)據(jù)已經(jīng)被用于監(jiān)測(cè)和控制，但是它在電源可靠性方面具有有限作用并且不起必要 命令或者協(xié)議的作用以與遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)系統(tǒng)通信。
[0010] 在電源中，最常見的失效點(diǎn)是大容量電容器。電解質(zhì)電容器可靠性尤其在高溫時(shí) 顯著地受液體電解質(zhì)的劣化影響。鉭電容器是另選的，但是它們要求電壓降低額定值多達(dá) 50%以防止?jié)撛诨馂?zāi)隱患。聚合物電容器更加昂貴，但是解決了與電解質(zhì)和鉭類型的可靠 性相關(guān)聯(lián)的許多問(wèn)題。然而，僅2000小時(shí)的保證壽命是典型的并且在高脈動(dòng)電流處的明顯 劣化可能影響電源的性能和可靠性。
[0011] 因此，需要一種能夠監(jiān)測(cè)影響電源可靠性的參數(shù)(諸如，溫度）、以及能夠預(yù)測(cè)電源 失效的參數(shù)(諸如，大容量電容器ESR (等效串聯(lián)電阻））的系統(tǒng)。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0012] 所公開的發(fā)明描述了一種電子系統(tǒng)，其中，至少一個(gè)部件連接到測(cè)量并且監(jiān)測(cè)至 少一個(gè)可靠性限制參數(shù)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。該電子系統(tǒng)包括多個(gè)元件，并且該多個(gè)元件包括限制 所述電子系統(tǒng)的可靠性的部件，因此，至少最多地限制所述電子系統(tǒng)的可靠性的部件的功 能性通過(guò)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)來(lái)監(jiān)測(cè)。
[0013] 在所公開的發(fā)明中，所述電子系統(tǒng)可以是電源，所述電源包括如AC-DC轉(zhuǎn)換器、功 率因數(shù)校正、總線轉(zhuǎn)換器和負(fù)載調(diào)節(jié)點(diǎn)的元件，并且將被監(jiān)測(cè)的部件至少是這些元件中的 一個(gè)元件的部件。
[0014] 監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括功能單元，諸如，用于測(cè)量部件參數(shù)的傳感器、與所述傳感器通信的 通信單元、連接到所述通信單元的計(jì)算單元、以及與所述計(jì)算單元相關(guān)聯(lián)的存儲(chǔ)裝置。該系 統(tǒng)能夠監(jiān)測(cè)影響電源可靠性的參數(shù)(諸如，溫度）、以及能夠預(yù)測(cè)電源失效的參數(shù)(諸如，大 容量電容器ESR)。因此，不同傳感器被用于測(cè)量相關(guān)參數(shù)。這些參數(shù)被報(bào)告給與計(jì)算單元連 接的通信單元，然而計(jì)算單元可以被集成到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中。通信單元可以可選地預(yù)處理所 述參數(shù)以將它們轉(zhuǎn)換為更合適形式，或者可以執(zhí)行其它合適處理。計(jì)算單元運(yùn)行機(jī)器學(xué)習(xí) 程序以預(yù)測(cè)電源的部件的失效和壽命。這樣的系統(tǒng)通過(guò)警告維護(hù)者即將發(fā)生的失效具有預(yù) 防性維護(hù)的優(yōu)點(diǎn)。識(shí)別更易于失效的故障產(chǎn)品批次是另一個(gè)可能的優(yōu)點(diǎn)。通過(guò)運(yùn)行機(jī)器學(xué) 習(xí)算法，該系統(tǒng)能夠基于所測(cè)量的數(shù)據(jù)來(lái)更新其失效概率和模型，并且依次利用所學(xué)習(xí)的 可靠性數(shù)據(jù)和參數(shù)來(lái)更新電源。
[0015] 可選地，所述通信單元通過(guò)本地通信總線連接到本地嵌入式主機(jī)，然而所述嵌入 式主機(jī)位于所述監(jiān)測(cè)系統(tǒng)所在的設(shè)施內(nèi)。因此，通信狀態(tài)包括可靠性，并且所述狀態(tài)被傳輸 到例如可以配置電源的微控制器。
[0016] 此外，所述計(jì)算單元及其相關(guān)存儲(chǔ)裝置位于將被測(cè)量的部件所在的（意味著對(duì)于 電源來(lái)說(shuō)是本地的）設(shè)施內(nèi)，這是因?yàn)樗霾考请娮酉到y(tǒng)（即，電源）的元件的一部分。或 者在另一個(gè)實(shí)施方式中，所述計(jì)算單元及其相關(guān)存儲(chǔ)裝置位于將被測(cè)量的部件所在的設(shè)施 外，即，在諸如遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)中心的不同設(shè)施中。因此特別有利于在基于云計(jì)算的實(shí)施方式中使 用計(jì)算單元。還有利的是，所述監(jiān)測(cè)系統(tǒng)通過(guò)云計(jì)算裝置與其它電源連接，并且這些其它電 源的傳感器建立參數(shù)的數(shù)據(jù)庫(kù)。這樣的基于云的實(shí)施方式允許機(jī)器學(xué)習(xí)系統(tǒng)與很多電源通 信，具有從多個(gè)傳感器和電源學(xué)習(xí)的益處。另外，這樣的實(shí)施方式具有對(duì)抗數(shù)據(jù)中心失效或 數(shù)據(jù)丟失的冗余益處。
[0017] 所述計(jì)算單元是ASIC或者FPGA，以使監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的性能單獨(dú)地適于當(dāng)前環(huán)境。從 ASIC或者FPGA輸出信號(hào)以警告用戶即將發(fā)生的失效或者提供到失效的時(shí)間的指示等。
[0018] 計(jì)算單元可以被配置為將即將來(lái)臨的失效傳輸?shù)诫娫匆跃嬗脩簟？蛇x的本地微 控制器可以執(zhí)行警告功能。為了信號(hào)化計(jì)算單元已經(jīng)計(jì)算或者將預(yù)測(cè)電源的即將發(fā)生的失 效和有限壽命，計(jì)算單元連接到諸如發(fā)光二極管或者狀態(tài)寄存器的指示器功能裝置。
[0019] 有利地，所述監(jiān)測(cè)系統(tǒng)被結(jié)合到數(shù)字電力控制1C或者電力管理集成電路(PMIC) 中，該數(shù)字電力控制1C或者電力管理集成電路(PMIC)包括電力控制器、傳感器、估計(jì)器、觀 測(cè)器以及通信和處理邏輯中的全部。
[0020] 在1C技術(shù)允許的情況下，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以被集成在芯片上。芯片上系統(tǒng)（SoC)是可行 的，其中，傳感器、處理和學(xué)習(xí)算法被結(jié)合到集成電路中。適當(dāng)?shù)?，可以集成電力控制器、?qū) 動(dòng)器、以及開關(guān)模式電力轉(zhuǎn)換器的開關(guān)。
[0021] 所公開的發(fā)明還描述了一種用于評(píng)估并且預(yù)測(cè)電子系統(tǒng)的可靠性限制失效的方 法，所述方法包括以下步驟:通過(guò)傳感器測(cè)量影響或者關(guān)聯(lián)部件的可靠性的參數(shù)，通過(guò)通信 單元收集所測(cè)量的傳感器數(shù)據(jù)和/或其它數(shù)據(jù)，將所述數(shù)據(jù)傳輸?shù)接?jì)算單元以用于處理并 且預(yù)測(cè)所述部件的失效并且對(duì)所述失效進(jìn)行警告。合適傳感器測(cè)量已知受影響的參數(shù)，或 者可以與電源的可靠性相關(guān)聯(lián)。這樣的參數(shù)可以包括大容量電容器的輸出電壓、平均電流、 溫度、ESR(等效串聯(lián)電阻)和電容?？梢圆捎孟到y(tǒng)識(shí)別或評(píng)估來(lái)推斷未測(cè)量的參數(shù)或信號(hào)。 這些所測(cè)量的傳感器數(shù)據(jù)和/或其它數(shù)據(jù)通過(guò)通信單元來(lái)收集，通信單元能夠預(yù)處理所述 參數(shù)以將它們轉(zhuǎn)換為更合適形式或者可以執(zhí)行其它合適處理，或者通信單元可以將數(shù)據(jù)直 接傳輸?shù)接?jì)算單元以用于處理和預(yù)測(cè)所述部件的失效并且對(duì)所述失效進(jìn)行警告。
[0022]有利地，所述計(jì)算單元運(yùn)行機(jī)器學(xué)習(xí)程序以用于評(píng)估、學(xué)習(xí)并且預(yù)測(cè)所述部件的 失效。所述部件不僅可以是電源的大容量電容器，而且可以是其可靠性能夠被有效地監(jiān)測(cè) 并且預(yù)測(cè)的電力轉(zhuǎn)換器的部件，電力轉(zhuǎn)換器包括諸如AC-DC轉(zhuǎn)換器、功率因數(shù)校正、DC-DC轉(zhuǎn) 換器、隔離和非隔離轉(zhuǎn)換器類型的元件。此外，本發(fā)明還可以預(yù)測(cè)除了失效和可靠性以外的 事項(xiàng)。利用類似數(shù)據(jù)的類似技術(shù)可以被用于通過(guò)監(jiān)測(cè)所述系統(tǒng)上的電力效率和計(jì)算需求來(lái) 預(yù)測(cè)省電模式應(yīng)該何時(shí)被開啟。
[0023]所述機(jī)器學(xué)習(xí)程序處理所收集并且傳輸?shù)膫鞲衅鲾?shù)據(jù)和/或其它數(shù)據(jù)。因此，它使 用諸如異常檢測(cè)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、K-最近鄰、線性回歸、馬爾可夫鏈蒙特卡爾、隱馬爾科夫模型、 樸素貝葉斯或者決策樹的算法。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將清楚的是，其它機(jī)器學(xué)習(xí)算法也是 有益的。
[0024] 計(jì)算單元可以向用戶提供關(guān)于所監(jiān)測(cè)的電源的操作和可靠性的有效統(tǒng)計(jì)和詳細(xì) 性能數(shù)據(jù)。在基于云的實(shí)施方式中，這可以經(jīng)由適當(dāng)設(shè)計(jì)的網(wǎng)頁(yè)界面來(lái)實(shí)現(xiàn)。使用利用機(jī)器 學(xué)習(xí)程序的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)在于，該系統(tǒng)能夠從很多遠(yuǎn)程電源聚集數(shù)據(jù)，根據(jù)所述數(shù)據(jù)建 立參數(shù)的數(shù)據(jù)庫(kù)并且學(xué)習(xí)失效概率。這樣的系統(tǒng)能夠利用云計(jì)算特征通過(guò)很多賣主從很多 電源收集足夠數(shù)據(jù)。
【附圖說(shuō)明】
[0025] 將對(duì)附圖作出參考，其中：
[0026]圖1示出典型電子電力系統(tǒng)(現(xiàn)有技術(shù)的狀態(tài)）；
[0027]圖2示出本發(fā)明系統(tǒng)的概述；
[0028]圖3示出監(jiān)督分類算法；
[0029]圖4示出使用本發(fā)明的分類示例。
【具體實(shí)施方式】
[0030] 為了示出本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)，考慮其參數(shù)由傳感器5測(cè)量的電源13,如圖2所示。合適傳 感器5測(cè)量已知受影響的參數(shù)，或者可以與電源13的可靠性相關(guān)聯(lián)。這樣的參數(shù)可以包括大 容量電容器的輸出電壓、平均電流、溫度、ESR(等效串聯(lián)電阻)和電容?？梢圆捎孟到y(tǒng)識(shí)別或 評(píng)估來(lái)推斷未測(cè)量參數(shù)或者信號(hào)。
[0031] 通信單元6將參數(shù)傳輸9到計(jì)算單元8并且可以可選地預(yù)處理所述參數(shù)以將它們轉(zhuǎn) 換成更合適形式，或者可以執(zhí)行其它合適處理?？蛇x地，本地通信總線12可以與通信塊6相 關(guān)聯(lián)，通信狀態(tài)包括本地嵌入式主機(jī)(諸如還可以配置電源13的微控制器)的可靠性。
[0032]計(jì)算單元8及其相關(guān)存儲(chǔ)裝置10和程序代碼11可以位于將被測(cè)量的部件所在的 (例如，對(duì)于電源13來(lái)說(shuō)是本地的）設(shè)施內(nèi)，或者在將被測(cè)量的部件所在的設(shè)施外，即，在不 同設(shè)施中。例如，在基于云計(jì)算的實(shí)施方式中，計(jì)算單元8將適當(dāng)?shù)匚挥谶h(yuǎn)程數(shù)據(jù)中心中。這 樣的基于云的實(shí)施方式允許監(jiān)測(cè)和機(jī)器學(xué)習(xí)系統(tǒng)與很多電源通信，具有從多個(gè)傳感器和電 源學(xué)習(xí)的益處。此外，這樣的實(shí)施方式具有對(duì)抗數(shù)據(jù)中心失效或數(shù)據(jù)丟失的冗余益處。 [0033]計(jì)算單元8可以運(yùn)行機(jī)器學(xué)習(xí)程序11，其目的在于通過(guò)處理所傳輸?shù)膫鞲衅鲾?shù)據(jù)7 和/或可用的其它數(shù)據(jù)(諸如，用戶輸入數(shù)據(jù))評(píng)估并且預(yù)測(cè)電源13的失效。計(jì)算單元8可以 被配置為向電源13傳輸即將來(lái)臨的失效以警告用戶?？蛇x的本地微控制器可以執(zhí)行警告功 能。
[0034]計(jì)算單元8可以向用戶提供關(guān)于所監(jiān)測(cè)的電源13的操作和可靠性的有效統(tǒng)計(jì)和詳 細(xì)性能數(shù)據(jù)。在基于云的實(shí)施方式中，這可以經(jīng)由適當(dāng)設(shè)計(jì)的網(wǎng)頁(yè)界面來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0035]在另一個(gè)實(shí)施方式中，機(jī)器學(xué)習(xí)算法11可以在ASIC或者FPGA上執(zhí)行，由此從ASIC 或者FPGA輸出信號(hào)，以警告用戶即將發(fā)生的失效或者提供到失效的時(shí)間的指示等。
[0036]監(jiān)測(cè)和機(jī)器學(xué)習(xí)系統(tǒng)1可以執(zhí)行諸如異常檢測(cè)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)或者K-最近鄰的算法11， 以基于所接收的數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)電源失效的概率。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將清楚的是，諸如線性回 歸、馬爾可夫鏈蒙特卡爾、隱馬爾科夫模型、樸素貝葉斯、決策樹等的其它機(jī)器學(xué)習(xí)算法也 是有益的。
[0037]考慮貝葉斯推理算法從一個(gè)或多個(gè)電源接收數(shù)據(jù)的實(shí)施方式。假設(shè)數(shù)據(jù)D和多種 模型Ml、M2結(jié)合參數(shù)并且表示多種情形，諸如，1)電源接近失效，以及2)電源13遠(yuǎn)離失效，電 源13的即將發(fā)生的失效可以通過(guò)根據(jù)貝葉斯規(guī)則執(zhí)行算法11來(lái)確定，以選擇針對(duì)所述數(shù)據(jù) (接近失效或者遠(yuǎn)離失效)的最合適模型：
[0039] 其中，i選擇所述模型，PWdD)是指示數(shù)據(jù)應(yīng)用至模型i的概率的后驗(yàn)，pQlMO是 假設(shè)所述模型的數(shù)據(jù)的可能性并且是先驗(yàn)概率。該算法可以被連續(xù)地更新以向新數(shù)據(jù)學(xué) 習(xí)，在每次迭代時(shí)先驗(yàn)通過(guò)后驗(yàn)播種(seed)。可以根據(jù)它們的后驗(yàn)的比率來(lái)評(píng)估競(jìng)爭(zhēng)模型， 以確定哪一種情形更可能。將清楚的是，通過(guò)計(jì)算聯(lián)合概率經(jīng)由該算法容易地供應(yīng)多個(gè)附 加參數(shù)和模型，以建立失效的概率。
[0040] 考慮采用諸如K-最近鄰(KNN)的監(jiān)督分類類型的算法的實(shí)施方式。圖3示出由表示 為01和02的參數(shù)(諸如，溫度、ESR、操作小時(shí)等)構(gòu)成的參數(shù)空間（為了清楚起見，簡(jiǎn)化為兩 個(gè)參數(shù)）。對(duì)于已知離失效大于1〇〇〇小時(shí)的部件，通過(guò)星形表示訓(xùn)練數(shù)據(jù)，并且對(duì)于已知離 失效小于1000小時(shí)的部件，通過(guò)圓圈表示訓(xùn)練數(shù)據(jù)。在訓(xùn)練期間，諸如KNN的機(jī)器學(xué)習(xí)算法 的要求是根據(jù)在觀測(cè)中存在噪聲和不確定性時(shí)的最可能分類和潛在變量，將參數(shù)空間最佳 地劃分為多個(gè)區(qū)域，如由虛線指示的。一旦被訓(xùn)練，就要求KNN算法對(duì)呈現(xiàn)給它的未知分類 的數(shù)據(jù)進(jìn)行分類，如由正方形符號(hào)指示的。因?yàn)閿?shù)據(jù)的正確分類隨著時(shí)間通過(guò)觀測(cè)變?yōu)橐?知，所以KNN能夠連續(xù)地學(xué)習(xí)。
[0041] 已經(jīng)學(xué)習(xí)了電源13的可靠性，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)1可以基于該學(xué)習(xí)采取動(dòng)作。例如，諸如LED 或者狀態(tài)寄存器的指示器功能可以警告用戶或者監(jiān)督系統(tǒng)采取合適動(dòng)作。在數(shù)據(jù)中心中， 監(jiān)督單元可以移動(dòng)處理任務(wù)以遠(yuǎn)離被預(yù)測(cè)為經(jīng)受即將發(fā)生的失效的服務(wù)器。在另一個(gè)示例 中，可以警告組織具有異常早失效的產(chǎn)品批次并且該組織可以發(fā)布產(chǎn)品召回。在另一個(gè)示 例中，已經(jīng)警告了即將來(lái)臨的失效，供應(yīng)商可以重新配置受影響的產(chǎn)品以避免即將來(lái)臨的 失效或者最小化所導(dǎo)致的損害。
[0042] 將本發(fā)明的教導(dǎo)結(jié)合到數(shù)字電力控制1C或者電力管理集成電路(PMIC)中是有益 的，由此電力控制器、傳感器、估計(jì)器、觀測(cè)器以及通信和處理邏輯中的一些或全部的集成 是節(jié)約的。為了配置并且監(jiān)測(cè)包括可靠性狀態(tài)的電力控制器的目的，這樣的部件將有效地 結(jié)合本地通信總線。在與電力控制器的集成可能不是節(jié)約的或兼容的的情況下，能夠設(shè)想 根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)的1C或者子系統(tǒng)。
[0043] 在1C技術(shù)允許的情況下，芯片上系統(tǒng)（SoC)是可行的，其中，傳感器、處理和學(xué)習(xí)算 法被結(jié)合到集成電路中。適當(dāng)?shù)?，可以集成電力控制器、?qū)動(dòng)器、以及開關(guān)模式電力轉(zhuǎn)換器 的開關(guān)。
[0044] 可以設(shè)想，本發(fā)明的教導(dǎo)不受限制并且適于其可靠性能夠被有效地監(jiān)測(cè)并且預(yù)測(cè) 的所有電力轉(zhuǎn)換器，包括AC-DC轉(zhuǎn)換器、功率因數(shù)校正、DC-DC轉(zhuǎn)換器、隔離和非隔離轉(zhuǎn)換器 類型。
[0045] 諸如服務(wù)器、數(shù)據(jù)中心、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)和基礎(chǔ)設(shè)施的終端設(shè)備都可以受益于本發(fā)明 的教導(dǎo)。
[0046]本發(fā)明還提出了一種根據(jù)所公開的教導(dǎo)來(lái)學(xué)習(xí)并且評(píng)估部件和系統(tǒng)可靠性的方 法。
[0047] 此外，本發(fā)明可以預(yù)測(cè)除了失效和可靠性以外的事項(xiàng)。利用類似數(shù)據(jù)的類似技術(shù) 可以用于通過(guò)監(jiān)測(cè)所述系統(tǒng)上的電力效率和計(jì)算需求預(yù)測(cè)節(jié)電模式應(yīng)該何時(shí)被開啟。
[0048] 參考標(biāo)記：
[0049] 1監(jiān)測(cè)系統(tǒng)
[0050] 2AC-DC 轉(zhuǎn)換器
[00511 3總線轉(zhuǎn)換器
[0052] 4負(fù)載調(diào)節(jié)點(diǎn)
[0053] 5傳感器
[0054] 6通信單元
[0055] 7傳感器與通信單元之間的連接
[0056] 8計(jì)算單元
[0057] 9通信單元與計(jì)算單元之間的連接
[0058] 10存儲(chǔ)裝置
[0059] 11機(jī)器學(xué)習(xí)程序
[0060] 12通信總線 [0061] 13 電源
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種電子系統(tǒng)，所述電子系統(tǒng)包括多個(gè)元件并且所述多個(gè)元件包括限制所述電子系 統(tǒng)的可靠性的多個(gè)部件，其特征在于，至少一個(gè)所述部件連接到測(cè)量并且監(jiān)測(cè)至少一個(gè)可 靠性限制參數(shù)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（1)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子系統(tǒng)，其特征在于，所述電子系統(tǒng)是電源（13)，所述電源 (13)包括諸如AC-DC轉(zhuǎn)換器(2)、功率因數(shù)校正、總線轉(zhuǎn)換器(3)和負(fù)載調(diào)節(jié)點(diǎn)(4)的元件，并 且將被監(jiān)測(cè)的部件至少是這些元件中的一個(gè)元件的部件。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電子系統(tǒng)，其特征在于，所述監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（1)包括用于測(cè)量部 件參數(shù)的傳感器(5)、與所述傳感器(5)通信的通信單元(6)、連接到所述通信單元(6)的計(jì) 算單元(8)、以及與所述計(jì)算單元(8)相關(guān)聯(lián)的存儲(chǔ)裝置(10)。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子系統(tǒng)，其特征在于，所述通信單元(6)通過(guò)本地通信總線 (12)連接到本地嵌入式主機(jī)，而所述嵌入式主機(jī)位于所述監(jiān)測(cè)系統(tǒng)所在的設(shè)施內(nèi)。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子系統(tǒng)，其特征在于，所述計(jì)算單元(8)及其相關(guān)存儲(chǔ)裝置 (10)位于將被測(cè)量的部件所在的設(shè)施內(nèi)。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子系統(tǒng)，其特征在于，所述計(jì)算單元(8)及其相關(guān)存儲(chǔ)裝置 (10)位于將被測(cè)量的部件所在的設(shè)施外，即，在諸如遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)中心的不同設(shè)施中。7. 根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項(xiàng)所述的電子系統(tǒng)，其特征在于，所述監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（1)通過(guò)云 計(jì)算裝置與其它電源連接，并且這些其它電源的傳感器建立參數(shù)的數(shù)據(jù)庫(kù)。8. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的電子系統(tǒng)（1)，其特征在于，所述計(jì)算單元（8)是ASIC或者 FPGA〇9. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的電子系統(tǒng)，其特征在于，所述計(jì)算單元(8)連接到諸如發(fā)光二 極管或者狀態(tài)寄存器的指示器功能裝置。10. 根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項(xiàng)所述的電子系統(tǒng)，其特征在于，所述監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（1)被結(jié) 合到數(shù)字電力控制1C或者電力管理集成電路PMIC中，該數(shù)字電力控制1C或者電力管理集成 電路PMIC包括電力控制器、傳感器、估計(jì)器、觀測(cè)器以及通信和處理邏輯中的全部。11. 一種用于評(píng)估并且預(yù)測(cè)電子系統(tǒng)的可靠性限制失效的方法，所述方法包括以下步 驟:通過(guò)傳感器(5)測(cè)量影響或者關(guān)聯(lián)部件的可靠性的參數(shù)，通過(guò)通信單元(6)收集所測(cè)量 的傳感器數(shù)據(jù)和/或其它數(shù)據(jù)，將所述數(shù)據(jù)傳輸?shù)接?jì)算單元(8)以用于處理并且預(yù)測(cè)所述部 件的失效并且對(duì)所述失效進(jìn)行警告。12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的用于評(píng)估并且預(yù)測(cè)電子系統(tǒng)的可靠性限制失效的方法，其 特征在于，所述計(jì)算單元(8)運(yùn)行機(jī)器學(xué)習(xí)程序（11)以用于評(píng)估、學(xué)習(xí)并且預(yù)測(cè)所述部件的 失效。13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的用于評(píng)估并且預(yù)測(cè)電子系統(tǒng)的可靠性限制失效的方法，其 特征在于，所述機(jī)器學(xué)習(xí)程序(11)處理所收集并且傳輸?shù)膫鞲衅?5)數(shù)據(jù)和/或其它數(shù)據(jù)。14. 根據(jù)權(quán)利要求11至13中的任一項(xiàng)所述的用于評(píng)估并且預(yù)測(cè)電子系統(tǒng)的可靠性限制 失效的方法，其特征在于，所述機(jī)器學(xué)習(xí)程序（11)使用諸如異常檢測(cè)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、K最近鄰、 線性回歸、馬爾可夫鏈蒙特卡爾、隱馬爾科夫模型、樸素貝葉斯或者決策樹的算法。15. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的用于評(píng)估并且預(yù)測(cè)電子系統(tǒng)的可靠性限制失效的方法，其 特征在于，經(jīng)由網(wǎng)頁(yè)界面來(lái)配置在基于云的環(huán)境中使用的所述計(jì)算單元(8)。
【文檔編號(hào)】G01R31/40GK106055418SQ201610216876
【公開日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年4月8日 公開號(hào)201610216876.9, CN 106055418 A, CN 106055418A, CN 201610216876, CN-A-106055418, CN106055418 A, CN106055418A, CN201610216876, CN201610216876.9
【發(fā)明人】A·凱利
【申請(qǐng)人】微電子中心德累斯頓有限公司