一种芯片的功耗测量装置及方法制造方法及图纸

本申请涉及一种芯片的功耗测量装置及方法，包括至少一个功耗测量电路，功耗测量电路包括电压监测模块和功耗计算模块，电压监测模块用于测量放置在电源输入部分的磁珠DCR的电压，所述磁珠的一端连接所述电源，所述磁珠的另一端连接待测量的芯片；所述功耗计算模块用于获取磁珠DCR的电压，并根据磁珠的DCR等效电阻值，计算所述待测量芯片在所述电源作用下的功耗。本发明专利技术利用磁珠的DCR特性代替电流检测电阻，无需额外增加电流检测电阻，避免了电源的传输跌落，不会影响到电路稳定性。

A device and method for measuring power consumption of chips

【技术实现步骤摘要】
一种芯片的功耗测量装置及方法
本申请属于芯片测量
，尤其是涉及一种芯片的功耗测量装置及方法。
技术介绍
芯片的功耗是芯片设计阶段以及芯片运行阶段都必不可少的性能参数，其可以影响到电源功率、滤波、散热以及芯片运行环境等各个方面。因此，芯片功耗的测量至关重要。现有技术中，对芯片功耗的测量主要通过芯片节温(电子设备中半导体的实际工作温度)反推功耗。即预先在芯片中内置温度传感器，通过温度传感器实时测量芯片运行时的节温，再根据芯片节温和芯片功耗的对应关系估算芯片运行时的功耗。但是现有技术存在以下问题：首先，温度传感器测量出的芯片运行时的节温除了受芯片功耗影响之外，还与芯片的运行环境有关，因此，现有技术应用范围的限制较大；其次，温度传感器的测量误差较大，导致芯片功耗的估算误差也较大；最后，若芯片连接多个电源，则现有技术估算的芯片功耗为多个电源作用下的整体功耗，无法测量每个电源作用下的功耗。为解决现有技术中存在的技术问题，目前提出了在电源通道上传入电阻，通过检测电阻两端的电压差，从而计算出芯片所消耗的电流，再通过P＝UI得出芯片功耗。但上述这种测量方式，需要额外增加串接电阻，电阻的引入必然增大电源的传输压降，影响芯片系统的稳定性。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：为解决现有技术中功耗测量方法容易增大电源传输压降，影响芯片系统稳定性的问题，提供一种芯片的功耗测量装置及方法。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案如下：本专利技术首先提供了一种芯片的功耗测量装置，包括至少一个功耗测量电路，所述功耗测量电路包括电流采集模块、电压监测模块和功耗计算模块，所述电流采集模块为待测量芯片的电源输入部分设置的磁珠，所述磁珠串联连接在所述电源与所述待测量芯片之间，所述电压监测模块用于获取磁珠两串联点处的电压；所述功耗计算模块用于根据所述电压监测模块获取的磁珠两串联点处的电压，以及磁珠的DCR等效电阻值，计算所述待测量芯片在所述电源作用下的功耗。进一步地，根据本专利技术提供的芯片的功耗测量装置，作为一种可能的实施方式，所述功耗计算模块为CPU处理器，所述电压监测模块通过总线接口与所述CPU处理器连接。进一步地，根据本专利技术提供的芯片的功耗测量装置，作为一种可能的实施方式，所述电压监测模块为LTC2991芯片，所述磁珠的两端分别连接在LTC2991芯片的两个电压监测输入端口。进一步地，根据本专利技术提供的芯片的功耗测量装置，所述LTC2991芯片通过I2C总线与功耗计算模块连接。进一步地，根据本专利技术提供的芯片的功耗测量装置，作为一种可能的实施方式，所述电压监测模块的温度测量输入端口连接待测量芯片，所述功耗计算模块在读取磁珠两串联点处电压的同时，读取待测量芯片的结温，计算出所述待测量芯片在不同结温下的功耗，分析待测量芯片的功耗随着芯片结温的变化情况。进一步地，根据本专利技术提供的芯片的功耗测量装置，所述功耗计算模块通过下式计算芯片的功耗：其中，P为待测量芯片的功耗，R为磁珠的DCR等效电阻值，U1为磁珠与电源相连的串联点处的电压，U2为磁珠与待测量芯片相连的串联点处的电压。进一步地，根据本专利技术提供的芯片的功耗测量装置，所述的待测量芯片有多个电源共同作用时，所述功耗测量装置包括多个功耗测量电路，各功耗测量电路与各电源一一对应设置。本专利技术还提供了一种芯片的功耗测量方法，包括：获取磁珠与电源相连的串联点处的电压；获取磁珠于待测量芯片相连的串联点处的电压；根据磁珠两串联点处的电压，以及磁珠的DCR等效电阻值，计算待测量芯片的功耗，具体为：其中，P为待测量芯片的功耗，R为磁珠的DCR等效电阻值，U1为磁珠与电源相连的串联点处的电压，U2为磁珠与待测量芯片相连的串联点处的电压。进一步地，根据本专利技术提供的芯片的功耗测量方法，作为一种可能的实施方式，本专利技术的功耗测量方法还包括：读取磁珠两串联点处电压的同时，读取待测量芯片的结温，所述磁珠DCR上电压和芯片结温形成一一对应关系，从而计算出待测量芯片在不同结温下的功耗，分析待测量芯片的功耗随芯片结温的变化情况。进一步地，根据本专利技术提供的芯片的功耗测量方法，作为一种可能的实施方式，本专利技术的功耗测量方法还包括：当待测量芯片有多个电源共同作用时，每个电源一一对应设置一个功耗测量电路，通过各功耗测量电路计算各自对应电源作用下的芯片功耗，并将每个电源作用下的芯片功耗相加，得到待测量芯片在多个电源作用下的总功耗。本专利技术的有益效果是：利用磁珠的DCR特性代替电流检测电阻，无需额外增加电流检测电阻，避免了电源的传输跌落，不会影响到电路稳定性。且通过CPU处理器获得所有电源的电压、电流和芯片的结温等数据，可以方便快捷的自动计算出芯片的功耗。附图说明下面结合附图和实施例对本申请的技术方案进一步说明。图1是本申请一实施例的功耗测量装置原理图；图2是本申请实施例的电路结构原理图；图3是本申请另一实施例的多电源功耗测量装置原理图；图4是本申请实施例的功耗测量方法流程图。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请的技术方案。由于芯片功耗的测量需要在芯片功能正常运行时进行才有意义，而芯片恰恰对于电源供给上需要使用LC网络滤波，即每一路电源上均需要放置一颗磁珠。因为磁珠的DCR特性，本申请把磁珠的DCR等效电阻R测出来，利用磁珠进行电流检测，不需要额外设置电流检测电阻，避免了电源的传输压降，不会影响到电路稳定性，解决现有技术中功耗测量方法容易增大电源传输跌落，影像芯片系统稳定性的问题。磁珠专用于抑制信号线、电源线上的高频噪声和尖峰干扰，还具有吸收静电脉冲的能力。磁珠是用来吸收超高频信号，像一些RF电路，PLL，振荡电路，含超高频存储器电路(DDRSDRAM，RAMBUS等)都需要在电源输入部分加磁珠。磁珠有很高的电阻率和磁导率，等效于电阻和电感串联。实施例1：本实施例提供了一种芯片的功耗测量装置，本实施例利用电源输入部分的磁珠的DCR(即直流电阻)特性实现电流检测，DCR是直流电流通过磁珠时，此磁珠所呈现的电阻值，是磁珠固有的、静态的电阻。如图1所示，本实施例的功耗测量装置包括功耗测量电路，该功耗测量电路包括电流检测模块、电压监测模块和功耗计算模块，其中，电流检测模块即为磁珠，磁珠串联在电源S与待测量芯片之间，磁珠的一端连接电源S，磁珠的另一端连接待测量的芯片。电压监测模块用于测量磁珠两串联点处的电压，U1为靠近电源端的电压，U2为靠近待测量芯片端的电压，磁珠DCR两端的电压为U1-U2，其中，U1可以理解为电源输出的作用于待测量芯片上的总电压。所述功耗计算模块用于根据所述电压监测模块获取的磁珠两串联点处的电压本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种芯片的功耗测量装置，其特征在于，包括至少一个功耗测量电路，所述功耗测量电路包括电流采集模块、电压监测模块和功耗计算模块，所述电流采集模块为待测量芯片的电源输入部分设置的磁珠，所述磁珠串联连接在所述电源与所述待测量芯片之间，所述电压监测模块用于获取磁珠两串联点处的电压；/n所述功耗计算模块用于根据所述电压监测模块获取的磁珠两串联点处的电压，以及磁珠的DCR等效电阻值，计算所述待测量芯片在所述电源作用下的功耗。/n

【技术特征摘要】
1.一种芯片的功耗测量装置，其特征在于，包括至少一个功耗测量电路，所述功耗测量电路包括电流采集模块、电压监测模块和功耗计算模块，所述电流采集模块为待测量芯片的电源输入部分设置的磁珠，所述磁珠串联连接在所述电源与所述待测量芯片之间，所述电压监测模块用于获取磁珠两串联点处的电压；
所述功耗计算模块用于根据所述电压监测模块获取的磁珠两串联点处的电压，以及磁珠的DCR等效电阻值，计算所述待测量芯片在所述电源作用下的功耗。


2.根据权利要求1所述的芯片的功耗测量装置，其特征在于，所述功耗计算模块为CPU，所述电压监测模块通过总线接口与所述CPU连接。


3.根据权利要求1所述的芯片功耗的测量装置，其特征在于，所述电压监测模块为LTC2991芯片，所述磁珠的两端分别连接在LTC2991芯片的两个电压监测输入端口。


4.根据权利要求3所述的芯片的功耗测量装置，其特征在于，所述LTC2991芯片通过I2C总线与功耗计算模块连接。


5.根据权利要求4所述的芯片的功耗测量装置，其特征在于，所述电压监测模块的温度测量输入端口连接待测量芯片，所述功耗计算模块在读取磁珠两串联点处电压的同时，读取待测量芯片的结温，计算出所述待测量芯片在不同结温下的功耗，分析待测量芯片的功耗随着芯片结温的变化情况。


6.根据权利要求1所述的芯片的功耗测量装置，其特征在于，所述功耗计算模块通过下式计算芯片功耗：
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【专利技术属性】
技术研发人员：卢增辉，李庆山，邢金鹏，
申请(专利权)人：盛科网络苏州有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32