一種集成電路功耗測試系統和方法
【專利摘要】本發明公開了一種集成電路功耗測試系統，包括：上位機、功耗測試板和集成電路測試板；其中，上位機用于設置被測集成電路的電壓數據和多個工作場景數據；功耗測試板用于根據所述電壓數據輸出電壓至集成電路測試板，并輸出所述多個工作場景數據至所述集成電路測試板；還用于同步采集所述每個工作場景下被測集成電路的電流數據，并計算所述每個工作場景下被測集成電路的功耗數據；集成電路測試板用于根據所述多個工作場景數據依次對每個工作場景進行測試，并在所述每個工作場景開始的時刻輸出所述每個工作場景數據至所述功耗測試板。本發明還同時公開了一種集成電路功耗測試方法。
【專利說明】
_種集成電路功耗測試系統和方法
技術領域
[0001]本發明涉及集成電路測試技術，尤其涉及一種集成電路功耗測試系統和方法。【背景技術】
[0002]在現有的集成電路功耗測試技術中，一種功耗測試方法包括:采用毫歐級電阻串聯到電源通路上，隨后使用萬用表測試兩端電壓以進行電流及功耗計算；這種方法的缺陷在于:使用手動測量的方法導致的工作繁雜，同時容易引入人為誤差。另一種功耗測試方法為:采用數字電壓源和電流表配合搭建自動測試系統；這種方法多用于整機測試，該方法的問題在于:由于集成電路的供電電壓種類較多，所以需要使用很多電壓表、電流表以及紛繁雜亂的接線，從而導致測試成本的提高。此外，還有一種功耗測試方法為:使用現有技術領域中唯一一款直流電源分析儀，以實現四路電源的供給和電流檢測；但是，這種方法也存在通道受限、功能固定、價格昂貴及接口不匹配導致的連接雜亂等問題；進一步地，由于這種方法缺少與被測設備(DUT，Device Under Test)交互的數據通道，因此，不能將集成電路工作場景與功耗聯系起來，進而不能自動完成各種集成電路工作場景下的功耗測試。
[0003]鑒于此，如何在多個工作場景下對集成電路進行自動化的功耗測試已經成為相關領域亟待解決的技術問題。
【發明內容】
[0004]有鑒于此，本發明實施例期望提供一種集成電路功耗測試系統和方法，能夠解決在多個工作場景下對集成電路進行自動化功耗測試的問題。
[0005]為達到上述目的，本發明實施例的技術方案是這樣實現的:
[0006]本發明實施例提供了一種集成電路功耗測試系統，包括:上位機、功耗測試板和集成電路測試板；其中，
[0007]所述上位機，用于設置被測集成電路的電壓數據和多個工作場景數據，并輸出所述電壓數據和所述多個工作場景數據至所述功耗測試板；
[0008]所述功耗測試板，用于接收所述電壓數據和所述多個工作場景數據，根據所述電壓數據輸出電壓至所述集成電路測試板，并輸出所述多個工作場景數據至所述集成電路測試板；還用于接收來自所述集成電路測試板的每個工作場景數據，并同步采集所述每個工作場景下被測集成電路的電流數據，根據所述電壓數據和所述電流數據計算所述每個工作場景下被測集成電路的功耗數據；
[0009]所述集成電路測試板，用于接收所述電壓和所述多個工作場景數據，根據所述多個工作場景數據依次對每個工作場景進行測試，并在所述每個工作場景開始的時刻輸出所述每個工作場景數據至所述功耗測試板。
[0010]上述方案中，所述功耗測試板包括:
[0011]中央處理器，用于接收所述電壓數據和所述多個工作場景數據，以及輸出所述每個工作場景數據和所述每個工作場景下被測集成電路的功耗數據至所述上位機；
[0012]現場可編程門陣列，用于輸出所述多個工作場景數據至所述集成電路測試板，接收來自所述集成電路測試板的所述每個工作場景數據，以及根據所述電壓數據和所述電流數據計算所述每個工作場景下被測集成電路的功耗數據；
[0013]可編程電源芯片，用于根據所述電壓數據輸出所述電壓至所述集成電路測試板；
[0014]電流采樣電路，用于同步采集所述每個工作場景下被測集成電路的電流數據。
[0015]上述方案中，所述功耗測試板還用于存儲并顯示所述每個工作場景數據和所述每個工作場景下被測集成電路的功耗數據，并輸出所述每個工作場景數據和所述每個工作場景下被測集成電路的功耗數據至所述上位機。
[0016]上述方案中，所述功耗測試板還包括:
[0017]存儲器，用于存儲所述每個工作場景數據和所述每個工作場景下被測集成電路的功耗數據；
[0018]液晶顯示器，用于顯示所述每個工作場景數據和所述每個工作場景下被測集成電路的功耗數據。
[0019]上述方案中，所述集成電路測試板包括:
[0020]電源線接口，用于接收來自所述功耗測試板的所述電壓；
[0021]被測集成電路，用于接收來自所述功耗測試板的所述多個工作場景數據，根據所述多個工作場景數據依次對每個工作場景進行測試，并在所述每個工作場景開始的時刻輸出所述每個工作場景數據至所述功耗測試板。
[0022]上述方案中，所述上位機還用于接收來自所述功耗測試板的所述每個工作場景數據和所述每個工作場景下被測集成電路的功耗數據，生成所述每個工作場景的功耗情況報告和功耗變化曲線。
[0023]本發明實施例還提供了一種集成電路功耗測試方法，包括:設置被測集成電路的電壓數據和多個工作場景數據；所述方法還包括:
[0024]功耗測試板接收根據所述電壓數據輸出電壓至集成電路測試板，并輸出所述多個工作場景數據至所述集成電路測試板；
[0025]所述集成電路測試板根據所述多個工作場景數據依次對每個工作場景進行測試， 并在所述每個工作場景開始的時刻輸出所述每個工作場景數據至所述功耗測試板；
[0026]所述功耗測試板同步采集所述每個工作場景下被測集成電路的電流數據，根據所述電壓數據和所述電流數據計算所述每個工作場景下被測集成電路的功耗數據。
[0027]上述方案中，還包括:
[0028]所述功耗測試板存儲并顯示所述每個工作場景數據和所述每個工作場景下被測集成電路的功耗數據，并輸出所述每個工作場景數據和所述每個工作場景下被測集成電路的功耗數據至上位機。
[0029]上述方案中，還包括:
[0030]所述上位機接收來自所述功耗測試板的所述每個工作場景數據和所述每個工作場景下被測集成電路的功耗數據，生成所述每個工作場景的功耗情況報告和功耗變化曲線。
[0031]本發明實施例所提供的集成電路功耗測試系統和方法，設置被測集成電路的電壓數據和多個工作場景數據；功耗測試板根據所述電壓數據輸出電壓至集成電路測試板，并輸出所述多個工作場景數據至所述集成電路測試板；所述集成電路測試板根據所述多個工作場景數據依次對每個工作場景進行測試，并在所述每個工作場景開始的時刻輸出所述每個工作場景數據至所述功耗測試板；所述功耗測試板同步采集所述每個工作場景下被測集成電路的電流數據，并計算所述每個工作場景下被測集成電路的功耗數據。
[0032]如此，本發明實施例使得集成電路功耗測試擺脫了手動測量的繁雜工作量，從而減小了手工測量的誤差。同時，由于不需要采用多臺儀表搭建復雜系統，也不需要繁亂復雜的接線，所以，可以克服目前直流電源分析儀的通道受限、功能固定、價格昂貴與接口不匹配等問題。此外，本發明實施例還可以自動完成多個工作場景下的功耗測試。【附圖說明】
[0033]圖1為本發明實施例提供的集成電路功耗測試系統組成結構示意圖；
[0034]圖2為本發明實施例提供的集成電路功耗測試方法實現流程示意圖。【具體實施方式】
[0035]在本發明實施例中，先設置被測集成電路的電壓數據和多個工作場景數據；功耗測試板根據所述電壓數據輸出電壓至集成電路測試板，并輸出所述多個工作場景數據至所述集成電路測試板；所述集成電路測試板根據所述多個工作場景數據依次對每個工作場景進行測試，并在所述每個工作場景開始的時刻輸出所述每個工作場景數據至所述功耗測試板；所述功耗測試板同步采集所述每個工作場景下被測集成電路的電流數據，并計算所述每個工作場景下被測集成電路的功耗數據。
[0036]這里，所述設置被測集成電路的電壓數據和多個工作場景數據可由上位機完成， 并且，設置完成后，上位機會將所述電壓數據和所述多個工作場景數據輸出至功耗測試板。
[0037]進一步的，所述功耗測試板計算出功耗數據后，可以存儲并顯示所述每個工作場景數據和所述每個工作場景下被測集成電路的功耗數據；且可以向所述上位機輸出所述每個工作場景數據和所述每個工作場景下被測集成電路的功耗數據。
[0038]下面結合附圖及具體實施例對本發明再做進一步詳細的說明。
[0039]實施例一
[0040]圖1為本發明實施例提供的集成電路功耗測試系統組成結構示意圖，如圖1所示， 所述集成電路功耗測試系統包括:上位機110、功耗測試板120和集成電路測試板130。
[0041]其中，所述上位機110,用于設置被測集成電路的電壓數據和多個工作場景數據， 并輸出所述電壓數據和所述多個工作場景數據至功耗測試板120。
[0042]具體地，所述上位機110使用上位軟件設置集成電路測試板中各個電路所需的電壓數據、動態電壓調節數據和上電順序。所述電壓數據包括所述集成電路測試板130中被測集成電路的電壓和其它電路的電壓。同時，所述上位機110使用上位軟件設置被測集成電路的多個工作場景數據。所述工作場景數據可以包括:手機的通話場景數據和待機場景數據。
[0043]其次，所述上位機110還使用上位軟件設置各場景下功耗的測試時間和功耗數據的采樣頻率。
[0044]完成設置后，所述上位機110將所述設置數據和功耗測試啟動命令同時輸出至所述功耗測試板120。
[0045]此外，在功耗測試過程中，所述上位機110還用于接收來自所述功耗測試板120的所述每個工作場景數據和所述每個工作場景下被測集成電路的功耗數據后，生成所述每個工作場景的功耗情況報告和功耗變化曲線。
[0046]需要說明的是，所述每個工作場景都會進行一段時間的測試，期間將產生大量所述功耗數據。
[0047]這里，所述上位機110可以是個人計算機(PC，Personal Computer)。
[0048]所述功耗測試板120,用于接收來自所述上位機110的所述電壓數據和所述多個工作場景數據后，根據所述電壓數據輸出電壓至所述集成電路測試板130,并輸出所述多個工作場景數據至所述集成電路測試板130 ;還用于接收來自所述集成電路測試板130的所述每個工作場景數據，并同步采集所述每個工作場景下被測集成電路的電流數據，根據所述電壓數據和所述電流數據計算所述每個工作場景下被測集成電路的功耗數據。
[0049]進一步地，所述功耗測試板120還用于存儲并顯示所述每個工作場景數據和所述每個工作場景下被測集成電路的功耗數據，并輸出所述每個工作場景數據和所述每個工作場景下被測集成電路的功耗數據至所述上位機110。
[0050]具體地，所述功耗測試板120包括:
[0051]中央處理器(CPU，Central Processing Unit) 121，用于接收來自所述上位機110 的所述電壓數據和所述多個工作場景數據，及輸出所述每個工作場景數據和所述每個工作場景下被測集成電路的功耗數據至所述上位機110。
[0052]首先，所述CPU121通過外設的RS-232接口接收來自所述上位機110的所述電壓數據、所述多個工作場景數據和所述功耗測試啟動命令。所述CPU121解析所述功耗測試啟動命令后，產生控制信號輸出至現場可編程門陣列(FPGA，Field Programmable Gate Array) 122。同時，所述CPU121輸出所述電壓數據和所述多個工作場景數據至所述 FPGA122。
[0053]在所述功耗測試過程中，所述CPU121接收來自所述FPGA122的標志信號后，啟動讀取存儲器125中的所述每個工作場景數據和所述每個工作場景下被測集成電路的功耗數據，并通過外設的以太網接口輸出所述功耗數據至所述上位機110,及通過所述RS-232 接口輸出所述每個工作場景數據至所述上位機110。
[0054]這里，所述CPU121可以為處理器MPC8360，所述RS-232接口可以為DB9插座，所述以太網接口可以為RJ45插座。
[0055]所述FPGA122,用于輸出所述多個工作場景數據至所述集成電路測試板130,接收來自所述集成電路測試板130的所述每個工作場景數據，及根據所述電壓數據和所述電流數據計算所述每個工作場景下被測集成電路的功耗數據。
[0056]首先，所述FPGA122接收來自所述CPU121的所述控制信號、所述電壓數據和所述多個工作場景數據。
[0057]隨后，所述FPGA122通過數據線將所述多個工作場景數據依次輸出至所述集成電路測試板130中的被測集成電路132。同時，所述FPGA122輸出所述電壓數據至可編程電源芯片123,以實現控制所述可編程電源芯片123按設定上電順序輸出所述集成電路測試板130需要的各路電壓，所述電壓包括所述被測集成電路的電壓。在所述每個工作場景開始的時刻，所述集成電路測試板130中的所述被測集成電路132輸出所述每個工作場景數據至所述FPGA122。隨后，所述FPGA122接收來自所述被測集成電路132中的所述每個工作場景數據。如果所述FPGA122檢測到接收到的所述每個工作場景數據異常，例如死機等情況，則所述FPGA122控制所述集成電路板130重新上電，并繼續對未完成的工作場景進行測試。在所述每個工作場景運行過程中，所述FPGA122將接收來自電流采樣電路124的大量同步采集的被測集成電路的電流數據，并根據所述電壓數據和每一個所述電流數據計算所述每個工作場景下被測集成電路的每一個功耗數據。具體功耗計算公式為:功耗=電壓* 電流。需要說明的是，由于所述每個工作場景運行過程中將會產生大量的所述被測集成電路的電流數據，所生成的所述被測集成電路的功耗數據也是大量的。
[0058]隨后，所述FPGA122輸出所述每個工作場景數據和所述每個工作場景下被測集成電路的功耗數據至存儲器125和液晶顯示器(LCD，Liquid Crystal Display) 126。同時，所述FPGA122還可以接收所述LCD126中手工接收的功耗測試設置數據。當所述存儲器125的一區或二區放滿數據時，所述FPGA122產生標志信號并輸出至所述CPU 121以便所述CPU 121 讀取所述存儲器125的數據。
[0059]這里，所述數據線可以為以太網口、通用接收輸出端口、通用異步收發傳輸器。
[0060]可編程電源芯片123,用于根據所述電壓數據輸出所述電壓至所述集成電路測試板 130〇
[0061]具體地，所述可編程電源芯片123通過電源線輸出所述電壓至所述集成電路測試板130中的電源線接口 131。
[0062]進一步地，所述可編程電源芯片123還可用于監測所述集成電路測試板130中的被測集成電路132的電壓并輸出至所述FPGA122,以便所述FPGA122根據監測電壓動態調節所述被測集成電路132的電壓。
[0063]電流采樣電路124,用于同步采集所述每個工作場景下被測集成電路的電流數據。
[0064]進一步地，所述電流采樣電路124將所述電流數據同步輸出至所述FPGA122。
[0065]進一步地，所述功耗測試板120還包括:
[0066]存儲器125,用于存儲所述每個工作場景數據和所述每個工作場景下被測集成電路的功耗數據。
[0067]具體地，所述存儲器125的存儲區可以分為一區和二區。當所述一區或二區數據放滿時，所述FPGA122將產生標志信號并接收至所述CPU121，以便所述CPU121根據所述標志信號啟動讀取一區或二區中的數據并接收至所述上位機110。
[0068]這里，所述存儲器125的接口可以為184芯DDR DMM插座。同時，可以根據需要來選擇所述存儲器125的內存條。
[0069]IXD126,用于顯示所述每個工作場景數據和所述每個工作場景下被測集成電路的功耗數據。
[0070]具體地，所述IXD126接收來自所述FPGA122的所述每個工作場景數據和所述每個工作場景下被測集成電路的功耗數據，并根據所述每個工作場景下被測集成電路的功耗數據在屏幕上動態顯示所述每個工作場景的功耗變化曲線。
[0071]所述集成電路測試板130,用于接收來自所述功耗測試板120的所述電壓和所述多個工作場景數據后，根據所述多個工作場景數據依次對每個工作場景進行測試并在所述每個工作場景開始的時刻輸出所述每個工作場景數據至所述功耗測試板120。
[0072]具體地，所述集成電路測試板130包括:
[0073]電源線接口 131，用于接收來自所述功耗測試板的所述電壓。
[0074]具體地，所述電源線接口 131通過所述電源線接收來自所述功耗測試板120中的所述可編程電源芯片123的所述各路電壓。
[0075]所述電源線接口 131上的集成電路電源電壓(IC_VCC, Integrated Circuit_Volt Current Condenser) 1至IC_VCCn輸出電壓至被測集成電路132。所述電源線接口 131上的電源電壓接收(VCC_IN, Volt Current Condenser_Input)輸出電壓至直流變直流轉換器 (DQ)C, Direct Current-Direct Current),隨后，所述DO)C將轉變后的電壓輸出至其它電路。
[0076]這里，所述電源線接口 131可以為DB25接口。
[0077]被測集成電路132,用于接收來自所述功耗測試板的所述多個工作場景數據后，根據所述多個工作場景數據依次對每個工作場景進行測試并在所述每個工作場景開始的時刻輸出所述每個工作場景數據至所述功耗測試板。
[0078]具體地，所述被測集成電路132通過所述數據線接收來自所述功耗測試板120中的所述FPGA122的所述多個工作場景數據。根據所述多個工作場景數據，所述被測集成電路132依次對每個工作場景進行測試，并在所述每個工作場景開始的時刻輸出所述每個工作場景數據至所述功耗測試板120中的所述FPGA122。
[0079]實施例二
[0080]圖2為本發明實施例提供的集成電路功耗測試方法實現流程示意圖，如圖2所示， 結合上述實施例一和圖1，所述集成電路功耗測試方法包括:
[0081]步驟210:設置被測集成電路的電壓數據和多個工作場景數據。
[0082]本步驟中，所述設置可以由上位機完成，設置之后，上位機會輸出所述電壓數據和所述多個工作場景數據至功耗測試板。
[0083]步驟220:功耗測試板接收根據所述電壓數據輸出電壓至集成電路測試板，并輸出所述多個工作場景數據至所述集成電路測試板。
[0084]步驟230:所述集成電路測試板根據所述多個工作場景數據依次對每個工作場景進行測試，并在所述每個工作場景開始的時刻輸出所述每個工作場景數據至所述功耗測試板。
[0085]步驟240:所述功耗測試板同步采集所述每個工作場景下被測集成電路的電流數據，根據所述電壓數據和所述電流數據計算所述每個工作場景下被測集成電路的功耗數據。
[0086]在步驟240之后，本發明實施例的集成電路功耗測試方法還可以包括:
[0087]步驟250:所述功耗測試板存儲并顯示所述每個工作場景數據和所述每個工作場景下被測集成電路的功耗數據。
[0088]步驟260:所述功耗測試板輸出所述每個工作場景數據和所述每個工作場景下被測集成電路的功耗數據至所述上位機。
[0089]進一步地，所述集成電路功耗測試方法還包括:
[0090]所述上位機接收來自所述功耗測試板的所述每個工作場景數據和所述每個工作場景下被測集成電路的功耗數據，生成所述每個工作場景的功耗情況報告和功耗變化曲線。
[0091]實施例二中的【具體實施方式】參見實施例一中的描述。
[0092]由上述實施例可以看出，本發明實施例使得集成電路功耗測試擺脫了手動測量的繁雜工作量，從而減小了手工測量的誤差。同時，由于不需要采用多臺儀表搭建復雜系統， 也不需要繁亂復雜的接線，所以可以，克服目前直流電源分析儀的通道受限、功能固定、價格昂貴與接口不匹配等問題。此外，本發明實施例還可以自動完成多個工作場景下的功耗測試。
[0093]以上所述，僅為本發明的較佳實施例而已，并非用于限定本發明的保護范圍。
【主權項】
1.一種集成電路功耗測試系統，其特征在于，所述系統包括:上位機、功耗測試板和集 成電路測試板；其中，所述上位機，用于設置被測集成電路的電壓數據和多個工作場景數據，并輸出所述電 壓數據和所述多個工作場景數據至所述功耗測試板；所述功耗測試板，用于接收所述電壓數據和所述多個工作場景數據，根據所述電壓數 據輸出電壓至所述集成電路測試板，并輸出所述多個工作場景數據至所述集成電路測試 板；還用于接收來自所述集成電路測試板的每個工作場景數據，并同步采集所述每個工作 場景下被測集成電路的電流數據，根據所述電壓數據和所述電流數據計算所述每個工作場 景下被測集成電路的功耗數據；所述集成電路測試板，用于接收所述電壓和所述多個工作場景數據，根據所述多個工 作場景數據依次對每個工作場景進行測試，并在所述每個工作場景開始的時刻輸出所述每 個工作場景數據至所述功耗測試板。2.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述功耗測試板包括:中央處理器，用于接收所述電壓數據和所述多個工作場景數據，以及輸出所述每個工 作場景數據和所述每個工作場景下被測集成電路的功耗數據至所述上位機；現場可編程門陣列，用于輸出所述多個工作場景數據至所述集成電路測試板，接收來 自所述集成電路測試板的所述每個工作場景數據，以及根據所述電壓數據和所述電流數據 計算所述每個工作場景下被測集成電路的功耗數據；可編程電源芯片，用于根據所述電壓數據輸出所述電壓至所述集成電路測試板；電流采樣電路，用于同步采集所述每個工作場景下被測集成電路的電流數據。3.根據權利要求1或2所述的系統，其特征在于，所述功耗測試板還用于存儲并顯示所 述每個工作場景數據和所述每個工作場景下被測集成電路的功耗數據，并輸出所述每個工 作場景數據和所述每個工作場景下被測集成電路的功耗數據至所述上位機。4.根據權利要求3所述的系統，其特征在于，所述功耗測試板還包括:存儲器，用于存儲所述每個工作場景數據和所述每個工作場景下被測集成電路的功耗 數據；液晶顯示器，用于顯示所述每個工作場景數據和所述每個工作場景下被測集成電路的 功耗數據。5.根據權利要求1或2所述的系統，其特征在于，所述集成電路測試板包括:電源線接口，用于接收來自所述功耗測試板的所述電壓；被測集成電路，用于接收來自所述功耗測試板的所述多個工作場景數據，根據所述多 個工作場景數據依次對每個工作場景進行測試，并在所述每個工作場景開始的時刻輸出所 述每個工作場景數據至所述功耗測試板。6.根據權利要求3所述的系統，其特征在于，所述上位機還用于接收來自所述功耗測 試板的所述每個工作場景數據和所述每個工作場景下被測集成電路的功耗數據，生成所述 每個工作場景的功耗情況報告和功耗變化曲線。7.—種集成電路功耗測試方法，其特征在于，設置被測集成電路的電壓數據和多個工 作場景數據；所述方法還包括:功耗測試板接收根據所述電壓數據輸出電壓至集成電路測試板，并輸出所述多個工作場景數據至所述集成電路測試板；所述集成電路測試板根據所述多個工作場景數據依次對每個工作場景進行測試，并在 所述每個工作場景開始的時刻輸出所述每個工作場景數據至所述功耗測試板；所述功耗測試板同步采集所述每個工作場景下被測集成電路的電流數據，根據所述電 壓數據和所述電流數據計算所述每個工作場景下被測集成電路的功耗數據。8.根據權利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法還包括:所述功耗測試板存儲并顯示所述每個工作場景數據和所述每個工作場景下被測集成 電路的功耗數據，并輸出所述每個工作場景數據和所述每個工作場景下被測集成電路的功 耗數據至上位機。9.根據權利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法還包括:所述上位機接收來自所述功耗測試板的所述每個工作場景數據和所述每個工作場景 下被測集成電路的功耗數據，生成所述每個工作場景的功耗情況報告和功耗變化曲線。
【文檔編號】G01R31/3181GK105988079SQ201510091782
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2015年2月28日
【發明人】方向明, 楊志煒
【申請人】深圳市中興微電子技術有限公司