芯片功耗實時檢測方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及芯片功耗測量領域，更具體地說，本發明涉及一種芯片功耗實時檢測方法。
【背景技術】
[0002]計算機設備運行時，整機功耗的測量比較容易實現，但重要部件如CPU芯片、顯卡芯片等，其功耗無法用常規方式直接測量。功耗參數的評測一般以主板整體功耗為基準進行橫向對比，測量時會將電源轉換效率，其它元器件電量損失統統計入測量目標的功耗值中，芯片工作狀態不能確切地被體現。而且，像CPU芯片及顯卡芯片等，在運行不同的軟件，不同的時間點，其功耗往往是不同的。如何實時確切地測量芯片功耗值，是準確評測一個芯片功耗性能所必須解決的問題。
【發明內容】
[0003]本發明所要解決的技術問題是針對現有技術中存在上述缺陷，提供一種能夠實時確切地測量芯片功耗值的芯片功耗實時檢測方法。
[0004]為了實現上述技術目的，根據本發明，提供了一種芯片功耗實時檢測方法，包括:
[0005]第一步驟:設立測試電路，所述測試電路包括:依次串聯的保險絲、電源電路和電子負載，連接在保險絲兩端的用于測量保險絲兩端的電壓值的電壓測量裝置，與電壓測量裝置連接的數模轉換裝置，以及與數模轉換裝置連接的計算裝置；
[0006]第二步驟:設置電子負載為不同功耗值，利用測試電路測量流經保險絲的輸入電流值；
[0007]第三步驟:利用電子負載實際功耗值和輸入電流擬合出曲線公式，其中曲線公式以輸入電流為自變量，以功耗值為因變量；
[0008]第四步驟:基于曲線公式，根據被測芯片的輸入電流值推算出被測芯片的實際功耗值。
[0009]優選地，所述電源電路是被測芯片將被安裝的設備所采用的對被測芯片進行供電的電源電路。
[0010]優選地，所述保險絲是被測芯片將被安裝的設備所采用的對被測芯片進行供電的電源電路的前端布置的保險絲。
[0011]優選地，在測試電路中，經由保險絲向電源電路供電，從而經由電源電路對電子負載供電。
[0012]優選地，在測試電路中，利用電壓測量裝置測量保險絲兩端的電壓值;利用數模轉換裝置將測量到的保險絲兩端的電壓值轉換為數字信號，而且將所述數字信號傳遞給計算裝置;計算裝置根據從數模轉換裝置接收到的所述數字信號計算出保險絲兩端的電壓值，進而得到電源電路的輸入電流。
[0013]優選地，被測芯片是直接焊接在印制板上的芯片。
[0014]優選地，被測芯片是CPU芯片、內存芯片或存儲器芯片。
[0015]本發明的功耗檢測方式既解決了設備中安裝的芯片功耗無法直接測量的問題，又規避了電源轉換效率及其他元器件電量損失對芯片實際功耗值測量的影響；而且，本發明的功耗檢測方式的測量誤差小于1.0%，是芯片功耗實時測量行之有效的解決方式。
【附圖說明】
[0016]結合附圖，并通過參考下面的詳細描述，將會更容易地對本發明有更完整的理解并且更容易地理解其伴隨的優點和特征，其中:
[0017]圖1示意性地示出了根據本發明優選實施例的芯片功耗實時檢測方法的示意圖。
[0018]圖2示意性地示出了根據本發明優選實施例的芯片功耗實時檢測方法得到的功耗與輸入電流關系曲線的示例。
[0019]圖3示意性地示出了根據本發明優選實施例的芯片功耗實時檢測方法的流程圖。
[0020]需要說明的是，附圖用于說明本發明，而非限制本發明。注意，表示結構的附圖可能并非按比例繪制。并且，附圖中，相同或者類似的元件標有相同或者類似的標號。
【具體實施方式】
[0021]為了使本發明的內容更加清楚和易懂，下面結合具體實施例和附圖對本發明的內容進行詳細描述。
[0022]負載(CPU芯片)是被測芯片。測量普通負載時可分別測得電壓值和電流值，兩者相乘便得功耗，但是CPU芯片之類的芯片是特殊的負載，一般直接焊接在印制板上，電流是無法直接測量的。
[0023]可以根據下述公式來求解被測芯片的功耗Po:
[0024]Po = n*Pi=n*Ui*Ii
[0025]根據能量守恒，輸入的電量等于輸出的電量，上述公式中“Po”代表輸出功率，“Pi”代表輸入功率，“η”代表轉換效率，；功率為電壓與電流的乘積，即Pi=ui*n(其中，Ui表示輸入電壓，Ii表不輸入電流)。
[0026]由此，首先，本發明提出了圖1所示的測試電路。
[0027]為保護電源及芯片安全，電源電路設計時前端放置保險絲，當有電流流過保險絲時，由于保險絲本身固有的內阻，在保險絲兩端會產生很小的壓降。為提高測量精度，將壓降放大相應倍數后再經模數轉換，由I =U/R得出電流值，如圖1所示。
[0028]在圖1的電路中，PIC(Peripheral Interface Controller)單片機用于執行模數轉換，用于將測得的保險絲兩端的模擬電壓變量轉換為數字電壓變量，并且將數字電壓變量傳遞給計算機進行計算處理。計算機用于對從PIC單片機接收到的數字電壓變量進行計算以得到流經保險絲電流值，而且可以將計算出來的電流值在顯示器上顯示出來。
[0029]由上述公式Po= n*Pi=n*Ui*Ii可知，在電源輸入電壓固定不變條件下，功耗與輸入電流及轉換效率成正相關。由于不同負載條件下轉換效率不同，功耗與輸入電流呈非線性關系，但功耗與輸入電流值對應。在相同電源條件下，以電子負載代替被測芯片，分別測量記錄不同負載條件下輸入電流的大小，得出功耗與輸入電流對應關系，如圖2所示。
[0030]基于上述分析，下面將描述本發明的具體實施例。[0031 ]圖3示意性地示出了根據本發明優選實施例的芯片功耗實時檢測方法的流程圖。
[0032]如圖3所示，根據本發明優選實施例的芯片功耗實時檢測方法包括:
[0033]第一步驟S1:設立測試電路，所述測試電路包括:依次串聯的保險絲、電源電路和電子負載，連接在保險絲兩端的用于測量保險絲兩端的電壓值的電壓測量裝置，與電壓測量裝置連接的數模轉換裝置，以及與數模轉換裝置連接的計算裝置；
[0034]所述電源電路是被測芯片將被安裝的設備所采用的對被測芯片進行供電的電源電路。而且，優選地，所述保險絲是被測芯片將被安裝的設備所采用的對被測芯片進行供電的電源電路的前端布置的保險絲。
[0035]其中，經由保險絲向電源電路供電，從而經由電源電路對電子負載供電。
[0036]在測試電路中，利用電壓測量裝置測量保險絲兩端的電壓值(例如如圖1所示，采用放大器測量保險絲兩端的電壓值)；利用數模轉換裝置將測量到的保險絲兩端的電壓值轉換為數字信號，而且將所述數字信號傳遞給計算裝置(例如如圖1所示，數模轉換裝置是PIC單片機，計算裝置是計算機)；計算裝置根據從數模轉換裝置接收到的所述數字信號計算出保險絲兩端的電壓值，進而得到電源電路的輸入電流。
[0037]測試電路實際上模擬出了被測芯片的應用環境。
[0038]第二步驟S2:設置電子負載為不同功耗值，利用測試電路測量流經保險絲的輸入電流值；
[0039]第三步驟S3:利用電子負載實際功耗值和輸入電流擬合出曲線公式，其中曲線公式以輸入電流為自變量，以功耗值為因變量;例如，如圖2中所示的曲線公式y = -0.0475x2+
11.937x-l 1.153，其中x代表輸入電流，y代表功耗。
[0040]第四步驟S4:基于曲線公式，根據被測芯片的輸入電流值推算出被測芯片的實際功耗值。
[0041]例如，被測芯片是直接焊接在印制板上的芯片，例如安裝在主板上的CPU芯片、內存芯片、存儲器芯片等。例如，
[0042]本發明的功耗檢測方式既解決了設備中安裝的芯片功耗無法直接測量的問題，又規避了電源轉換效率及其他元器件電量損失對芯片實際功耗值測量的影響；而且，本發明的功耗檢測方式的測量誤差小于1.0%，是芯片功耗實時測量行之有效的解決方式。
[0043]此外，需要說明的是，除非特別說明或者指出，否則說明書中的術語“第一”、“第二”、“第三”等描述僅僅用于區分說明書中的各個組件、元素、步驟等，而不是用于表示各個組件、元素、步驟之間的邏輯關系或者順序關系等。
[0044]可以理解的是，雖然本發明已以較佳實施例披露如上，然而上述實施例并非用以限定本發明。對于任何熟悉本領域的技術人員而言，在不脫離本發明技術方案范圍情況下，都可利用上述揭示的技術內容對本發明技術方案作出許多可能的變動和修飾，或修改為等同變化的等效實施例。因此，凡是未脫離本發明技術方案的內容，依據本發明的技術實質對以上實施例所做的任何簡單修改、等同變化及修飾，均仍屬于本發明技術方案保護的范圍內。
【主權項】
1.一種芯片功耗實時檢測方法，其特征在于包括: 第一步驟:設立測試電路，所述測試電路包括:依次串聯的保險絲、電源電路和電子負載，連接在保險絲兩端的用于測量保險絲兩端的電壓值的電壓測量裝置，與電壓測量裝置連接的數模轉換裝置，以及與數模轉換裝置連接的計算裝置； 第二步驟:設置電子負載為不同功耗值，利用測試電路測量流經保險絲的輸入電流值； 第三步驟:利用電子負載實際功耗值和輸入電流擬合出曲線公式，其中曲線公式以輸入電流為自變量，以功耗值為因變量； 第四步驟:基于曲線公式，根據被測芯片的輸入電流值推算出被測芯片的實際功耗值。2.根據權利要求1所述的芯片功耗實時檢測方法，其特征在于，所述電源電路是被測芯片將被安裝的設備所采用的對被測芯片進行供電的電源電路。3.根據權利要求1或2所述的芯片功耗實時檢測方法，其特征在于，所述保險絲是被測芯片將被安裝的設備所采用的對被測芯片進行供電的電源電路的前端布置的保險絲。4.根據權利要求1或2所述的芯片功耗實時檢測方法，其特征在于，在測試電路中，經由保險絲向電源電路供電，從而經由電源電路對電子負載供電。5.根據權利要求1或2所述的芯片功耗實時檢測方法，其特征在于，在測試電路中，利用電壓測量裝置測量保險絲兩端的電壓值;利用數模轉換裝置將測量到的保險絲兩端的電壓值轉換為數字信號，而且將所述數字信號傳遞給計算裝置;計算裝置根據從數模轉換裝置接收到的所述數字信號計算出保險絲兩端的電壓值，進而得到電源電路的輸入電流。6.根據權利要求1或2所述的芯片功耗實時檢測方法，其特征在于，被測芯片是直接焊接在印制板上的芯片。7.根據權利要求1或2所述的芯片功耗實時檢測方法，其特征在于，被測芯片是CHJ芯片、內存芯片或存儲器芯片。
【專利摘要】本發明提供了一種芯片功耗實時檢測方法，包括：設立測試電路，所述測試電路包括：依次串聯的保險絲、電源電路和電子負載，連接在保險絲兩端的用于測量保險絲兩端的電壓值的電壓測量裝置，與電壓測量裝置連接的數模轉換裝置，以及與數模轉換裝置連接的計算裝置；設置電子負載為不同功耗值，利用測試電路測量流經保險絲的輸入電流值；利用電子負載實際功耗值和輸入電流擬合出曲線公式，其中曲線公式以輸入電流為自變量，以功耗值為因變量；基于曲線公式，根據被測芯片的輸入電流值推算出被測芯片的實際功耗值。
【IPC分類】G01R21/06
【公開號】CN105629052
【申請號】CN201510980225
【發明人】曹清, 楊培和, 袁博, 何寧, 關通, 秦駿, 吳福永, 劉國慶
【申請人】無錫江南計算技術研究所
【公開日】2016年6月1日
【申請日】2015年12月23日