芯片功能子模块功耗的测试方法及系统与流程

1.本发明涉及集成电路的技术领域，具体地，涉及芯片功能子模块功耗的测试方法及系统。


背景技术：

2.随着集成电路产业的高速发展,作为该产业重要一环的功能测试也被寄予越来越高的要求。在芯片众多性能指标当中，功耗一直是客户不断追求的目标。性能高、功耗低的产品是各大芯片设计公司永无止境的追求，因此芯片各功能子模块的功耗成为重点的测试对象。比如pam4网络芯片，其包含prbs generator、prbscheck、pll、fec、ltx、lrx等等功能子模块，每个功能子模块的功耗和芯片的整体功耗则是设计者在芯片流片并封装后最为关注的测试指标之一。
3.在公开号为cn111220907a的专利文献中公开了一种芯片最大功耗测试方法，方法：将交换芯片的三态内容为提供装置的全部表示和表态；启用交换芯片中的所有资源和所有资源特性功能；将交换芯片l2、路由l3、和等价路由项配置表为完整交换芯片的处理器功能、功能、规格和范围；启用交换芯片的直接功能；以这种方式发送数据的持续发送数据文使交换芯片的所有报线速打流，同时读取交换到的输入电压和电流，并根据计算得到最大程度的计算。可以使用多种功能来提高结果测试的价值。
4.传统的测试方法是：
5.1、mcu通过控制线和数据线下发api命令给pam4芯片，关闭被测功能子模块。
6.2、利用adc对各采样电阻两端的电压采样，并计算压差和电流。
7.3、mcu通过控制线和数据线下发api命令给pam4芯片，打开被测功能子模块。
8.4、利用adc对各采样电阻两端的电压采样，并计算压差和电流，对比两次测量结果可以算出被测功能子模块的功耗。
9.传统方法的缺点是：
10.1、对adc的依赖较大，测试精度取决于adc的位数。
11.2、对mcu的要求高，需要多个adc。
12.3、采样电阻随着电流的改变而改变，如果子模块的功耗较小，则需要更换阻值较大的采样电阻，无法实现自动化测试。
13.因此，需要提出一种技术方案以改善上述技术问题。


技术实现要素：

14.针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种芯片功能子模块功耗的测试方法及系统。
15.根据本发明提供的一种芯片功能子模块功耗的测试方法，所述方法包括如下步骤：
16.步骤s1：mcu通过控制线和数据线下发api命令给pam4芯片，关闭被测功能子模块；
17.步骤s2：mcu通过gpio选择模拟开关的通道，将电源vcc1上采样电阻的压差送到放大器输入端；
18.步骤s3：根据芯片设计预估电源vcc1的电流,并通过mcu的gpio选择可编程放大器的放大档位，通过adc采样放大后的电压，然后计算出vcc1的电流；
19.步骤s4：重复步骤s2-步骤s3，测量出vcc2-vccn的电流；
20.步骤s5：mcu通过控制线和数据线下发api命令给pam4芯片，打开被测功能子模块；
21.步骤s6：重复步骤s2-步骤s4，测量出vcc1-vccn的电流；
22.步骤s7：通过对比两次测量结果计算出功能子模块的功耗。
23.优选地，所述步骤s1中的api是应用程序编程接口。
24.优选地，所述步骤s2中的gpio是通用输入输出。
25.优选地，所述步骤s3中的adc是模数转换器。
26.本发明还提供一种芯片功能子模块功耗的测试系统，所述系统包括如下模块：
27.模块m1：mcu通过控制线和数据线下发api命令给pam4芯片，关闭被测功能子模块；
28.模块m2：mcu通过gpio选择模拟开关的通道，将电源vcc1上采样电阻的压差送到放大器输入端；
29.模块m3：根据芯片设计预估电源vcc1的电流,并通过mcu的gpio选择可编程放大器的放大档位，通过adc采样放大后的电压，然后计算出vcc1的电流；
30.模块m4：重复调用模块m2-模块m3，测量出vcc2-vccn的电流；
31.模块m5：mcu通过控制线和数据线下发api命令给pam4芯片，打开被测功能子模块；
32.模块m6：重复调用模块m2-模块m4，测量出vcc1-vccn的电流；
33.模块m7：通过对比两次测量结果计算出功能子模块的功耗。
34.优选地，所述模块m1中的api是应用程序编程接口。
35.优选地，所述模块m2中的gpio是通用输入输出。
36.优选地，所述模块m3中的adc是模数转换器。
37.与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
38.1、本发明对硬件的需求较少，只需要一个adc，降低了mcu的成本；
39.2、本发明利用放大器对采样电阻两端压差放大，提高了电流的测量精度；
40.3、本发明的mcu随着电流的大小来控制放大器的放大档位，不用更换采样电阻就可以实现自动化测试。
附图说明
41.通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
42.图1为本发明的系统结构图。
具体实施方式
43.下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明
的保护范围。
44.本发明提供一种芯片功能子模块功耗的测试方法，该方法包括如下步骤：
45.步骤s1：mcu通过控制线和数据线下发api命令给pam4芯片，关闭被测功能子模块；pam4是一种使用脉冲幅度调制技术的线路编码，pam4信号有四个电压电平，每个幅度电平分别对应逻辑比特00、01、10和11；api是应用程序编程接口。
46.步骤s2：mcu通过gpio选择模拟开关的通道，将电源vcc1上采样电阻的压差送到放大器输入端；gpio是通用输入输出。
47.步骤s3：根据芯片设计预估电源vcc1的电流,并通过mcu的gpio选择可编程放大器的放大档位，通过adc采样放大后的电压，然后计算出vcc1的电流；adc是模数转换器。
48.步骤s4：重复步骤s2-步骤s3，测量出vcc2-vccn的电流；
49.步骤s5：mcu通过控制线和数据线下发api命令给pam4芯片，打开被测功能子模块；
50.步骤s6：重复步骤s2-步骤s4，测量出vcc1-vccn的电流；
51.步骤s7：通过对比两次测量结果计算出功能子模块的功耗。
52.本发明还提供一种芯片功能子模块功耗的测试系统，所述系统包括如下模块：
53.模块m1：mcu通过控制线和数据线下发api命令给pam4芯片，关闭被测功能子模块；pam4是一种使用脉冲幅度调制技术的线路编码，pam4信号有四个电压电平，每个幅度电平分别对应逻辑比特00、01、10和11；api是应用程序编程接口。
54.模块m2：mcu通过gpio选择模拟开关的通道，将电源vcc1上采样电阻的压差送到放大器输入端；gpio是通用输入输出。
55.模块m3：根据芯片设计预估电源vcc1的电流,并通过mcu的gpio选择可编程放大器的放大档位，通过adc采样放大后的电压，然后计算出vcc1的电流；adc是模数转换器。
56.模块m4：重复调用模块m2-模块m3，测量出vcc2-vccn的电流；
57.模块m5：mcu通过控制线和数据线下发api命令给pam4芯片，打开被测功能子模块；
58.模块m6：重复调用模块m2-模块m4，测量出vcc1-vccn的电流；
59.模块m7：通过对比两次测量结果计算出功能子模块的功耗。
60.本领域技术人员知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现本发明提供的系统及其各个装置、模块、单元以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得本发明提供的系统及其各个装置、模块、单元以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器以及嵌入式微控制器等的形式来实现相同功能。所以，本发明提供的系统及其各项装置、模块、单元可以被认为是一种硬件部件，而对其内包括的用于实现各种功能的装置、模块、单元也可以视为硬件部件内的结构；也可以将用于实现各种功能的装置、模块、单元视为既可以是实现方法的软件模块又可以是硬件部件内的结构。
61.以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本技术的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。