專利名稱:芯片功耗的一種測量方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種用來測量芯片的耗散功耗的測量方法,尤其是對于
輸出功率相對總功率很小的芯片功耗的測量方法。
背景技術(shù):
常用的芯片功耗測試方法是測試芯片的供電電壓和電流,然后計算 出芯片的功耗,但是,這種常用的芯片功耗測試方法對于很難通過測量
電壓和電流,如BGA封裝或者多電壓供電的芯片,要通過測量直接其電 壓和電流數(shù)據(jù),其難度是很大的。因此,常用芯片功耗測試方法并不適 合于這類芯片的功耗測試。
發(fā)明內(nèi)容
.本發(fā)明的目的是克服上述問題,向社會提供一種避開芯片的電壓和 電流的測量,僅通過測量芯片工作時的殼溫和芯片周圍空氣環(huán)境的溫 度,就可獲得芯片功耗大小的測量方法。
本發(fā)明的原理是通常情況下芯片會規(guī)定最高工作結(jié)溫以及獲得結(jié) 溫計算時所需的參數(shù),對于結(jié)溫的計算通常有兩種方式,即通過環(huán)境溫 度計算結(jié)溫以及通過芯片殼溫計算結(jié)溫。 首先通過環(huán)境溫度計算結(jié)溫由下面的表達(dá)式定義。 ^=^+ xP (式一)
式中?;代表芯片的結(jié)溫;r,代表芯片附近空氣環(huán)境溫度; 表示從
芯片的結(jié)到周圍環(huán)境的熱阻系數(shù);P是芯片的耗散功率。 另外芯片的結(jié)溫也可以通過芯片的殼溫計算得到。
^二^+《cX尸c (式二)7^為芯片的殼溫; 表示從芯片的結(jié)到殼的熱阻系數(shù);A表示芯片耗散
功耗通過殼散發(fā)的部分,會有 尸c二axP (式三)
其中"是一個大于o小于1的系數(shù)。
將上述式一、式二和式三中的A和7;消去,可得式四
尸二 [一^
-^x"(式四)
上式分母中 、 和"是芯片的固有參數(shù),可以通過芯片資料或由
芯片供應(yīng)商提供;這樣就可以通過測量芯片的殼溫以及芯片周圍空氣環(huán) 境的溫度計算出芯片的耗散功耗。
在運(yùn)用上述方法測量功耗的時候,芯片的應(yīng)用場景要符^^或近似 JEDEC標(biāo)準(zhǔn),即待測芯片的附近沒有別的大功率器件的存在,這樣才能 得出比較準(zhǔn)確的結(jié)果。
具體地說,本發(fā)明的測量方法包括如下步驟
1、芯片功耗的一種測量方法,其特征在于,包括如下步驟
(1 )、將待測芯片的應(yīng)用場景設(shè)置成符合或近似JEDEC標(biāo)準(zhǔn)的環(huán)
境;
(2)、將待測芯片通電工作一定時間,使用待測芯片工作穩(wěn)定; (3 )、分別測量待測芯片的殼溫以及待測芯片周圍空氣環(huán)境的溫
度;
(4 )、將所測到的待測芯片的殼溫及待測芯片周圍空氣環(huán)境的溫 度,代入下式,計算出待測芯片的功耗
尸=々 ^_
上式中 、《c和"是芯片的固有參數(shù),可以通過芯片資料或由芯片
供應(yīng)商提供;7^為芯片的殼溫;r,為芯片附近空氣環(huán)境溫度。本發(fā)明具有不用測量芯片的電壓和電流,僅僅只通過測量芯片工作 時的殼溫和芯片周圍空氣環(huán)境的溫度,就可獲得芯片功耗大小的優(yōu)點。
具體實施例方式
以PMC-Sierra, Inc >^司的電子開關(guān)芯片PM8385芯片為例,其熱阻 系數(shù)&在無風(fēng)的情況下為32. 48°C/W, ^ (表示芯片從結(jié)到芯片底部的
熱阻系數(shù))為23. 7°C/W, (即上文中的《c )為8. 5°C/W。 則
<formula>formula see original document page 5</formula>
在基本符合JEDEC標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用條件下,測量到芯片的殼溫7^為61
。C,芯片環(huán)境溫度7;為32. 2°C,芯片環(huán)境溫度指芯片工作時的芯片周圍
的空氣溫度。 則<formula>formula see original document page 5</formula>
而實測芯片在同樣的工作條件下的電壓和電流計算得到的芯片功
耗為1. 2W。兩結(jié)果非常接近。
權(quán)利要求
1、芯片功耗的一種測量方法,其特征在于,包括如下步驟(1)、將待測芯片的應(yīng)用場景設(shè)置成符合或近似JEDEC標(biāo)準(zhǔn)的環(huán)境;(2)、將待測芯片通電工作一定時間,使用待測芯片工作穩(wěn)定;(3)、分別測量待測芯片的殼溫以及待測芯片周圍空氣環(huán)境的溫度;(4)、將所測到的待測芯片的殼溫及待測芯片周圍空氣環(huán)境的溫度,代入下式,計算出待測芯片的功耗<maths id="math0001" num="0001" ><math><![CDATA[ <mrow><mi>P</mi><mo>=</mo><mfrac> <mrow><msub> <mi>T</mi> <mi>C</mi></msub><mo>-</mo><msub> <mi>T</mi> <mi>A</mi></msub> </mrow> <mrow><msub> <mi>θ</mi> <mi>jA</mi></msub><mo>-</mo><msub> <mi>θ</mi> <mi>jC</mi></msub><mo>×</mo><mi>α</mi> </mrow></mfrac> </mrow>]]></math></maths>上式中θjA、θjC和α是芯片的固有參數(shù),可以通過芯片資料或由芯片供應(yīng)商提供;TC為芯片的殼溫;TA為芯片附近空氣環(huán)境溫度。
全文摘要
芯片功耗的一種測量方法,包括如下步驟將待測芯片的應(yīng)用場景設(shè)置成符合或近似JEDEC標(biāo)準(zhǔn)的環(huán)境;將待測芯片通電工作一定時間,使用待測芯片工作穩(wěn)定;分別測量待測芯片的殼溫以及待測芯片周圍空氣環(huán)境的溫度;將所測到的待測芯片的殼溫及待測芯片周圍空氣環(huán)境的溫度,代入下式,計算出待測芯片的功耗。P=(T<sub>C</sub>-T<sub>A</sub>)/(θ<sub>jA</sub>-θ<sub>jC</sub>×α),式中θ<sub>jA</sub>、θ<sub>jC</sub>和α是芯片的固有參數(shù),可以通過芯片資料或由芯片供應(yīng)商提供;T<sub>C</sub>為芯片的殼溫;T<sub>A</sub>為芯片附近空氣環(huán)境溫度。本發(fā)明具有不用測量芯片的電壓和電流,僅僅只通過測量芯片工作時的殼溫和芯片周圍空氣環(huán)境的溫度,就可獲得芯片功耗大小的優(yōu)點。
文檔編號G01R21/02GK101598750SQ20081006763
公開日2009年12月9日 申請日期2008年6月3日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月3日
發(fā)明者鄧頂陽, 陳志輝 申請人:優(yōu)儀半導(dǎo)體設(shè)備(深圳)有限公司