一种CPU压力测试装置及方法与流程

本发明涉及芯片测试技术领域，尤其涉及一种cpu(centralprocessingunit，中央处理器)压力测试装置及方法。

背景技术：

随着cpu芯片技术的发展，cpu芯片作为通信产品的核心部件，在通信产品上被广泛使用，因此，cpu芯片的可靠性已然成为通信产品上重点关注的问题。目前，为了提高通信产品的可靠性，通信产品在生产过程中包含了针对cpu芯片的可靠性测试，其测试方法主要包括：cpu芯片焊装之后，进行板卡级的cpu压力测试。

但是，在实现本发明的过程中，本发明技术人员发现现有板卡级的cpu压力测试存在如下问题：(1)板卡级的cpu压力测试，无多应力因素，cpu压力的严酷性不高，板级压力测试筛选可能需要几十小时暴露故障芯片或者无法暴露故障芯片，测试的有效性及效率都较低；(2)板卡级的cpu压力测试，投入的测试设备成本、人力成本及时间成本都较大；(3)板卡级的cpu压力测试项，cpu芯片放在产品整机上测试，对测试操作的复杂度要求较大。

技术实现要素：

本发明的实施例提供一种cpu压力测试装置及方法，以解决现有板卡级的cpu压力测试，导致有效性低、效率低、测试成本高、操作复杂度高的问题。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

第一方面，本发明实施例提供一种cpu压力测试装置，所述装置可以包括：主板、设置在所述主板之上单片机管理模块和cpu模块；

所述cpu模块，包含被测cpu芯片；

所述单片机管理模块，可以用于控制所述被测cpu芯片在高温、高压、高频模式下执行设定的压力测试程序，若所述被测cpu芯片在高温、高压、高频模式下的预设时间内成功执行所述压力测试程序，则再控制所述被测cpu芯片在高温、低压、低频模式下执行所述压力 测试程序；

若所述被测cpu芯片在高温、低压、低频模式下的预设时间内成功执行所述压力测试程序，则确定所述被测cpu芯片通过压力测试，可以将被测cpu芯片转交后续生产，并应用到通信产品中。

第二方面，本发明实施例还提供一种cpu压力测试方法，该方法应用于第一方面所述的装置，所述方法可以包括：

所述单片机管理模块控制所述cpu在高温、高压、高频模式下执行所述压力测试程序；若所述cpu在所述高温、高压、高频模式下的预设时间内成功执行所述压力测试程序，则控制所述cpu在高温、低压、低频模式下执行所述压力测试程序；

若所述cpu在所述高温、低压、低频模式下的预设时间内成功执行所述压力测试程序，则确定所述cpu压力测试成功，可以将cpu转交后续生产，并应用到通信产品中。

由上可知，本发明实施例提供一种cpu压力测试装置及方法，将被测cpu芯片放置在cpu模块之后，由单片机管理模块控制被测cpu芯片在高温、高压、高频模式下执行压力测试程序，若被测cpu芯片在预设时间内成功执行压力测试程序，则控制被测cpu芯片在高温、低压、低频模式下执行压力测试程序，若被测cpu芯片在预设时间内成功执行压力测试程序，则确定被测cpu芯片通过压力测试，可以将cpu转交后续生产，并应用到通信产品中。如此，在cpu芯片焊装之前，通过本发明提供的cpu压力测试装置对cpu芯片进行内核电压、内核主频、温度三重应力的压力测试，加大了对cpu芯片压力测试的应力因素，提高了cpu芯片压力测试的严酷性，大大缩短了故障芯片的暴露时间，提高了测试有效性和效率，同时，该测试是在本发明提供的装置上进行的，避免放在产品整机上测试，降低了设备投入成本和操作复杂度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，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一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他 的附图。

图1为本发明实施例提供的cpu压力测试装置10的结构图；

图2为本发明实施例提供的cpu模块102的结构图；

图3为本发明实施例提供的一种cpu压力测试方法的流程图；

图4为本发明实施例提供的又一种cpu压力测试方法的流程图。

具体实施方式

本发明的基本原理是：在中央处理器(centralprocessingunit，简称为cpu)焊装之前，将cpu芯片放置在测试装置上进行温度、电压、频率三重应力的压力测试，加大cpu芯片压力测试的应力因素，提高cpu芯片压力测试的严酷性。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要理解的是，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”、“另一”等指示的系统或元件为基于实施例描述的具有一定功能的系统或元件，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的系统或元件必须有此命名，因此不能理解为对本发明的限制。

实施例一

图1为本发明实施例提供的cpu压力测试装置10的结构图，该测试装置单独设立，不隶属于任何通信设备，以避免cpu压力测试过程中对其他器件的影响；如图1所示，所述cpu压力测试装置10可以包括：主板101，至少一个cpu模块102，单片机管理模块103，以及至少一个管理通道104，管理通道104用于实现主板101上cpu模块102和单片机管理模块103之间的连接和相互通信。

其中，cpu模块102包括被测cpu芯片201。

单片机管理模块103，可能是一个控制被测cpu芯片201工作的cpu，也可以是特定集成电路(applicationspecificintegratedcircuit，asic)，或者是被配置成实施本发明实施例的一个或多个集 成电路，例如：一个或多个微处理器(digitalsignalprocessor，dsp)，或，一个或者多个现场可编程门阵列(fieldprogrammablegatearray，fpga)；

所述单片机管理模块103主要用于控制所述被测cpu芯片201在高温、高压、高频模式下执行所述压力测试程序，若所述被测cpu芯片201在高温、高压、高频模式下的预设时间内成功执行所述压力测试程序，则控制所述被测cpu芯片201在高温、低压、低频模式下执行所述压力测试程序；若所述被测芯片cpu201在所述高温、低压、低频模式下的预设时间内再次成功执行所述压力测试程序，则确定所述被测cpu芯片通过压力测试。

管理通道104，可以是工业标准体系结构(industrystandardarchitecture，isa)总线、外部设备互连(peripheralcomponentinterconnect，pci)总线或扩展工业标准体系结构(extendedindustrystandardarchitecture，eisa)总线等。为便于表示，图1中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。

需要说明的是，本发明实施例所述的压力测试程序可以根据需要预先设定，该压力测试程序主要用于测试：被测cpu芯片内部不同的内核与各自的cache(缓存)之间、各自的cache与外部内存之间进行大量数据访问的能力。

本发明实施例所述的高温、高压、高频模式下的预设时间、高温、低压、低频模式下的预设时间可以依据研发阶段压力测试数据而定，优选的，二者可以设置为同一预设时间，本发明实施例对此不进行限定。

具体的，如图2所示，所述cpu模块102除了包括被测cpu芯片201，还可以包括：风扇单元202、供电单元203、存储单元204、指示灯205和串口206；

其中，被测cpu芯片201可以通过设置在cpu模块102上的cpu插座灵活地固定在cpu模块102上，以便更换cpu芯片。

风扇单元202，可以为四线风扇，支持调速功能。

供电单元203，为给cpu供电的模块，其输出电压值可以通过单片 机管理模块103来配置。

存储单元204，可以为是易失性存储器(volatilememory)，例如随机存取存储器(random-accessmemory，ram)；或者非易失性存储器(non-volatilememory)，例如只读存储器(read-onlymemory，rom)，快闪存储器(flashmemory)，硬盘(harddiskdrive，hdd)或固态硬盘(solid-statedrive，ssd)；或者上述种类的存储器的组合；其主要用于：存储cpu芯片的启动程序、压力测试程序、压力测试过程中的打印信息、cpu芯片的内核工作频率参数，频率参数可以为：cpu芯片能支持的最高工作频率与最低工作频率。

指示灯205，可以为两个发光二极管(lightemittingdiode，led)，其主要用来指示被测cpu芯片压力测试的结果。例如，指示灯205可以为led1和led2，且其指示模式可以设置为如表1所示：

表1

串口206，可以为被测cpu芯片201与外部设备通信的接口。如：可以将测试中的日志信息通过串口206发送至外部设备。

具体的，将被测cpu芯片固定在cpu模块102上、cpu模块102固定在主板101上之后，可以将cpu压力测试装置10放入高温烤箱内，以便被测cpu芯片的内核温度可以快速达到最大结温；

然后，在高温环境下，单片机管理模块103，可以用于在主板101开电后，将cpu模块102中的供电单元203的输出电压值调节到芯片的最大值，以便被测cpu芯片201在高压下开始工作；

被测cpu芯片201在高压下开始工作后，可以从存储单元204中读取最大工作内核频率，以该频率执行设定的压力测试程序，所述压力测试程序可以预先存储在存储单元204中；

被测cpu芯片201在高压、高频执行压力测试程序的过程中，单片机管理模块103，还可以用于读取被测cpu芯片201的内核温度，根据被测cpu芯片201的内核温度，调控cpu模块102中的风扇单元202的转速，使被测cpu芯片201的内核温度达到最大结温，以保证被测cpu芯片201在高温下进行压力测试。

此时，被测cpu芯片201在高压、高频、高温环境下进行压力测试，按照表1预设的指示灯的工作模式，这时候，cpu模块102中指示灯205的led1闪烁，led2常灭。

进一步的，若被测cpu芯片201在高压、高频、高温环境下预设时间内未成功执行所述压力测试程序，则指示灯205的led1常灭，led2常灭，确定被测cpu芯片201未通过压力测试，即压力测试失败，该被测cpu芯片201可能为故障cpu芯片，不应将此cpu芯片投产，此时，可以通过所述cpu模块102的串口206将本次测试的日志信息反馈给用户，并将下一次压力测试的最大工作内核频率写入存储单元204中，更换cpu芯片，对更换后的cpu芯片进行下一次压力测试。

若被测cpu芯片201在预设时间内成功执行所述压力测试程序，则表示被测cpu芯片201的高温、高压、高频模式测试成功，接下来，所述cpu模块102，还可以用于：

在所述被测cpu芯片201成功执行压力测试程序后，将最小工作内核频率写入所述cpu模块102的存储单元204中，并重新启动所述被测cpu芯片201，向所述单片机管理模块103发送重启信号，所述重启信号用于控制所述被测cpu芯片重新启动；

所述单片机管理模块103，还可以用于在接收到所述cpu模块102发送的重启信号后，将所述cpu模块102中供电单元203的输出电压值调节到最小值，使所述被测cpu芯片201在低压环境下工作；被测cpu芯片201读取存储单元204中的最小工作内核频率，采用所述最小工作内核频率执行压力测试程序；

并获取所述被测cpu芯片201执行所述压力测试程序中的内核温度，根据所述被测cpu芯片201的内核温度控制所述cpu模块102的风扇单元202的转速，保证所述被测cpu芯片201的内核温度为最大结温。

此时，被测cpu芯片201在低压、低频、高温环境下进行压力测试，按照表1预设的指示灯的工作模式，这时候，cpu模块102中指示灯205的led1常亮，led2闪烁。

若被测cpu芯片201在低压、低频、高温环境下，经过预设时间成功执行压力测试程序，则指示灯205的led1常亮，led2常亮，确定被测cpu芯片201通过压力测试，即cpu压力测试成功，该cpu芯片性能良好，可以投产，此时，可以删除存储在所述cpu模块102的存储单元204中的本次测试的日志信息，并将下一次压力测试的最大工作内核频率写入存储单元204中，更换cpu芯片，对更换后的cpu芯片进行下一次压力测试。

若被测cpu芯片201在低压、低频、高温环境下，经过预设时间内未成功执行所述压力测试程序，则led1常亮，led2常灭，确定被测cpu芯片201的高温高压高频模式测试成功，而被测cpu芯片201的高温低压低频模式测试失败，即该cpu芯片201未通过压力测试，属于问题芯片，不能投产，此时，可以通过所述cpu模块102的串口206将本次测试的日志信息反馈给用户，并将下一次压力测试的最大工作内核频率写入存储单元204中，更换cpu芯片，对更换后的cpu芯片进行下一次压力测试。

需要说明的是，图2中的供电单元203可以为不支持2条双向串行线(inter-integratedcircuit，i2c)配置输出电压的供电单元，也可以为支持i2c配置输出电压的供电单元；

其中，针对不支持i2c配置输出电压的供电单元203，单片机管理模块103可以用于通过继电器选通高电压配置电阻网络，将cpu模块102中供电单元203的输出电压值调节到cpu芯片的最大值；通过继电器选通低电压配置电阻网络，将cpu模块102中供电单元203的输出电压值调节到cpu芯片的最小值；

针对支持i2c配置输出电压的供电单元203，单片机管理模块103可以通过i2c总线配置，将cpu模块102中供电单元203的输出电压值调节到芯片的最大值；通过i2c总线配置，将cpu模块102中供电单元203的输出电压值调节到芯片的最小值。

此外，在单片机管理模块103控制风扇单元202的转速时，单片 机管理模块103具体可以用于：通过i2c总线获取被测cpu芯片201的内核温度，根据被测cpu芯片201的内核温度、以及风扇调速机制输出不同占空比的脉冲宽度调制(pulsewidthmodulation，pwm)信号控制风扇单元202的转速，保证被测cpu芯片201在进行压力测试时，被测cpu芯片的内核温度为芯片的最大结温。

其中，风扇单元的转速可以是cpu芯片的内核温度的一次函数，其具体关系如下：

当t_n<tmin_n时，duty_n＝0；

当t_n>tmax_n时，duty_n＝100；

否则duty_n＝100*(t_n–tmin_n)/(tmax_n–tmin_n)；

tmin_n：调速机制的温度最小值，风扇停转时内核温度；

tmax_n：调速机制的温度最大值，风扇全速转时内核温度；

t_n：实时获取的cpu的内核温度；

duty_n：pwm信号的占空比。

由上可知，本发明实施例提供一种cpu压力测试装置，将被测cpu芯片固定在cpu模块之后，由单片机管理模块控制被测cpu芯片在高温、高压、高频模式下执行压力测试程序，若被测cpu芯片在预设时间内成功执行压力测试程序，则控制被测cpu芯片在高温、低压、低频模式下再次执行压力测试程序，若被测cpu芯片在预设时间内再次成功执行压力测试程序，则确定被测cpu芯片通过压力测试，即测试成功，可以将被测cpu芯片转交后续生产，并应用到通信产品中。如此，在cpu芯片焊装之前，通过本发明提供的cpu压力测试装置对cpu芯片进行内核电压、内核主频、温度三重应力的压力测试，加大了对cpu芯片测试的应力因素，提高了cpu芯片压力测试的严酷性，大大缩短了故障芯片的暴露时间，提高了测试有效性和效率，同时，该测试是在本发明提供的装置上进行的，避免放在产品整机上测试，降低了设备投入成本和操作复杂度。

为了便于描述，以下以步骤的形式示出并详细描述了本发明中的cpu压力测试方法，此外，虽然在图中示出了逻辑顺序，但是在某些可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

实施例二

图3为本发明实施例提供的一种cpu压力测试方法的流程图，由图1所示的cpu压力测试装置10执行，所述cpu压力测试装置10可以包含单片机管理模块和包含被测cpu芯片的cpu模块；如图3所示，所述方法可以包括：

s101：单片机管理模块控制被测cpu芯片在高温、高压、高频模式下执行设定的压力测试程序。

其中，所述压力测试程序可以根据需要预先设定，该压力测试程序主要用于测试：被测cpu芯片内部不同的内核与各自的cache(缓存)之间、各自的cache与外部内存之间进行大量数据访问的能力。所述压力测试程序可以预先存储在cpu模块的存储单元中。

s102：判断被测cpu芯片在高温、高压、高频模式下的预设时间内是否成功执行所述压力测试程序，若被测cpu芯片在预设时间内成功执行所述压力测试程序，则执行s103。

其中，所述预设时间可以依据研发阶段压力测试数据而定，本发明实施例对此不进行限定。

s103：单片机管理模块控制被测cpu芯片在高温、低压、低频模式下执行所述压力测试程序。

s104：判断被测cpu芯片在高温、低压、低频模式下的预设时间内是否成功执行所述压力测试程序。

s105：若被测cpu芯片在高温、低压、低频模式下的预设时间内成功执行所述压力测试程序，则确定所述被测cpu芯片通过压力测试。

此外，在所述被测cpu芯片通过压力测试后，如图3所示，所述方法还可以包括：

s106：将下一次测试的最大工作内核频率写入cpu模块的存储单元中，以便在更换下一个被测cpu芯片后，采用该最大工作内核频率对下一cpu芯片进行压力测试。

可理解的是，在进行步骤s106的同时，还可以删除存储在所述cpu中的本次测试的日志信息。

可选的，所述单片机管理模块控制被测cpu芯片在高温、高压、高频模式下执行设定的压力测试程序可以包括：

在cpu压力测试装置的主板通电后，单片机管理模块将cpu模块中供电单元的输出电压值调节到最大值，启动所述被测cpu芯片在高压环境下工作，被测cpu芯片启动后，读取存储单元中的最大工作内核频率，采用最大工作内核频率执行压力测试程序；

单片机管理模块获取被测cpu芯片执行压力测试程序中的内核温度，根据被测cpu芯片的内核温度控制cpu模块中风扇单元的转速，保证所述被测cpu芯片的内核温度为最大结温，以便被测cpu芯片工作在高温环境下。

可选的，被测cpu芯片在高温、高频、高压环境下的预设时间内成功执行压力测试程序之后，单片机管理模块控制被测cpu芯片在高温、低压、低频模式下再次执行压力测试程序之前，所述方法还可以包括：

cpu模块将被测cpu芯片的最小工作内核频率写入cpu模块的存储单元中，重新启动被测cpu芯片，并向单片机管理模块发送重启信号；所述重启信号用于控制被测cpu芯片重新启动。

可选的，所述单片机管理模块控制被测cpu芯片在高温、低压、低频模式下执行压力测试程序可以包括：

单片机管理模块接收cpu模块发送的重启信号，将cpu模块中供电单元的输出电压值调节到最小值，启动被测cpu芯片在低压环境下，被测cpu芯片启动后，读取存储单元中的最小工作内核频率，采用所述最小工作内核频率执行压力测试程序；

单片机管理模块获取被测cpu芯片执行压力测试程序中的内核温度，根据被测cpu芯片的内核温度控制cpu模块中风扇单元的转速，保证被测cpu芯片的内核温度为最大结温，以便被测cpu单元工作在高温环境下。

进一步的，若被测cpu芯片在高温、高压、高频模式下的预设时间未成功执行压力测试程序，或者，被测cpu芯片在高温、低压、低频模式下的预设时间未成功执行压力测试程序，则确定所述被测cpu 芯片未通过压力测试，即测试失败，被测cpu芯片可能为故障芯片；如图3所示，在确定被测cpu芯片未通过压力测试之后，所述方法还可以包括：

s107:将下一次测试的最大工作内核频率写入cpu模块的存储单元中，以便更换下一被测cpu芯片后，使下一被测cpu芯片采用该最大工作内核频率执行压力测试程序。

可理解的是，在进行步骤s107的同时，还可以通过cpu模块的串口将本次被测cpu芯片的压力测试日志信息反馈给用户。

如此，在cpu芯片焊装之前，可以对被测cpu芯片进行内核电压、内核主频、温度三重应力的压力测试，加大了对cpu芯片压力测试的应力因素，提高了cpu芯片压力测试的严酷性，大大缩短了故障芯片的暴露时间，提高了测试有效性和效率。

下面结合表1中指示灯的工作模式，以图4为例，对本发明实施例提供的方法进行详细描述：

第一步：将被测cpu芯片固定在cpu模块中的对应插座中，将cpu模块固定到cpu压力测试装置的主板上，将cpu压力测试装置的主板放置在高温烤箱里。

第二步：cpu压力测试装置的主板开电后，单片机管理模块通过继电器选通高电压电阻网络或i2c总线配置，将cpu模块中供电单元的输出电压值调节到的最大值。

第三步：被测cpu芯片从cpu模块的存储单元中读取最大工作内核频率，以该最大工作内核频率执行压力测试程序。

第四步：被测cpu芯片执行压力测试程序后，led1闪烁，led2常灭，表示被测cpu芯片正在高温高压高频模式压力测试中。

第五步：单片机管理模块通过i2c总线获取被测cpu芯片的内核温度，根据被测cpu芯片的内核温度以及风扇调速机制输出不同占空比的pwm信号控制cpu模块中风扇单元的转速，保证被测cpu芯片的内核温度为最大结温，以便被测cpu芯片工作在高温环境下。

第六步：判断被测cpu芯片在预设时间内是否成功执行压力测试程序，若是，则执行第七步；若否，则led1常灭，led2常灭，确定被 测cpu芯片未通过压力测试，执行第十四步。

第七步：cpu模块将下一次测试的最小工作内核频率写入到cpu模块的存储单元中，重启被测cpu芯片，并向单片机管理模块发送重启信号。

第八步：单片机管理模块接收到重启信号后，通过继电器选通低电压电阻网络或i2c总线配置，将cpu模块中供电单元的输出电压值调节到的最小值。

第九步：被测cpu芯片从cpu模块的存储单元中读取最小工作内核频率，以该最小工作内核频率执行压力测试程序。

第十步：被测cpu芯片执行压力测试程序后，led1常亮，led2闪烁，表示被测cpu芯片高温高压高频模式测试ok，正处于高温低压低频模式测试中。

第十一步：单片机管理模块通过i2c总线获取被测cpu芯片的内核温度，根据被测cpu芯片的内核温度和风扇调速机制输出不同占空比的pwm信号控制cpu模块中风扇单元的转速，保证被测cpu芯片的内核温度为最大结温，以便被测cpu芯片工作在高温环境下。

第十二步：判断被测cpu芯片在预设时间内是否成功执行压力测试程序，若是，则led1常亮、led2常亮，执行第十三步；若否，则led1常亮、led2常灭，表示被测cpu未通过压力测试，执行第十四步。

第十三步：将被测cpu芯片断主板电源后投产，同时，将下一次测试的最大工作内核频率写入到cpu模块的存储单元中，删除存储在cpu模块的存储单元中本次测试的日志信息。

第十四步：标记被测cpu芯片为故障芯片,通过cpu模块的串口将cpu模块的存储单元中本次测试的日志信息反馈给用户，并将下一次测试的最大工作内核频率写入到cpu模块的存储单元中，更换下一个cpu芯片进行压力测试。

由上可知，本发明实施例提供一种cpu压力测试方法，单片机管理模块控制被测cpu芯片在高温、高压、高频模式下执行压力测试程序，若被测cpu芯片在预设时间内成功执行压力测试程序，则控制被测cpu芯片在高温、低压、低频模式下再次执行压力测试程序，若被 测cpu芯片在预设时间内再次成功执行压力测试程序，则确定被测cpu芯片压力通过压力测试，可以将该cpu芯片转交后续生产，并应用到通信产品中。如此，在cpu芯片焊装之前，通过本发明提供的cpu压力测试装置对cpu芯片进行内核电压、内核主频、温度三重应力的压力测试，加大了对cpu芯片压力测试的应力因素，提高了cpu芯片压力测试的严酷性，大大缩短了故障芯片的暴露时间，提高了测试有效性和效率，同时，该测试是在本发明提供的装置上进行的，避免放在产品整机上测试，降低了设备投入成本和操作复杂度。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。