基于比例式的芯片电流测量方法技术

本发明专利技术实施例公开了一种基于比例式的芯片电流测量方法，该方法将被测量芯片中的总电流平均分配到n根金属导电线上，通过测量单根金属导电线上的电流值，再乘以比例因子n从而得到总电流值。本发明专利技术实施例能够测量芯片工作中的大电流，解决了被测量芯片中的待测电流超过电流钳测量量程而无法进行测量的问题，并且能够保证芯片电流测量的精度。

Proportional current measurement method for chip

The embodiment of the invention discloses a chip current measurement method based on proportional formula. The method distributes the total current of the chip equally to n metal conductive wires, and obtains the total current value by measuring the current value of a single metal conductive wire and multiplying the ratio factor n. The embodiment of the invention can measure the large current in the work of the chip, solve the problem that the current to be measured in the chip exceeds the measuring range of the current clamp and can not be measured, and can ensure the accuracy of the chip current measurement.

【技术实现步骤摘要】
基于比例式的芯片电流测量方法
本专利技术涉及集成电路的电流测量
，特别是涉及一种基于比例式的芯片电流测量方法。
技术介绍
随着集成电路技术的发展，芯片内晶体管的尺寸缩小，芯片集成度越来越高，芯片内核电源消耗的电流也越来越大。以Intel第7代处理器为例，KabyLakeX处理器的内核电源电流最大值高达115A。此外，芯片在工作时，其电流的消耗量是随着芯片工作任务的不同而变化中。对芯片工作过程中的电流消耗量的测量一直是一个难题。常见的解决方法有两种，一种方法是使用仿真软件进行仿真，但仿真软件昂贵，而且仿真结果与实际通常存在一定的差距，故这种方式通常是芯片设计公司使用，以便对设计的芯片有个整体的认识。另一种方法是使用电流钳等测量仪器设备对芯片实际工作中的电流进行测量，该方式测量结果准确，并且能持续测量芯片工作过程中不同任务下的电流值。申请号为CN200410061598.1的中国专利技术专利就是使用这种方法测量芯片工作时的电流。但是，随着需要测量的芯片电流值范围越来越大，对测量仪器的要求相应地提高，费用也同样地增加，并且当待测量芯片的电流值超过电流钳等测量仪器设备的测量量程时，这种情形下芯片中工作电流将无法进行测量。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提出一种基于比例式的芯片电流测量方法，该方法包括：步骤S1，在被测量芯片的测试PCB板上预留测量电流用的接口；步骤S2，将所述PCB板上的电源平面层断开，得到第一电源平面层和第二电源平面层，并在PCB板的表层对断开的第一电源平面层和第二电源平面层分别做开窗处理，得到第一开窗区域和第二开窗区域，将n根相同长度的同规格的金属导电线的两端分别焊接在所述第一开窗区域和第二开窗区域，从而将所述第一电源平面层和第二电源平面层重新连接起来，n为大于1的整数；步骤S3，测量所述n根相同长度的同规格的金属导电线中任意一根金属导电线上的电流值，将测量得到的电流值乘以n，从而得到被测量芯片中的总电流。在一些实施方式中，所述同长度的同规格的金属导电线为同长度的同规格的铜线。在一些实施方式中，所述步骤S3中测量所述n根金属导电线中任意一根金属导电线上的电流采用电流钳进行测量。在一些实施方式中，所述金属导电线的数量n通过以下公式进行选取：其中，为向上取整运算符；ISUM_MAX为流过所有金属导电线的总电流最大值，Iclamp_MAX为电流钳量程的最大值。在一些实施方式中，每一根金属导电线的阻抗等效为电阻串联电感。在一些实施方式中，所述第一电源平面层包括对被测量芯片进行供电的DC-DC电路，所述第二电源平面层包括被测量芯片。本专利技术实施例的基于比例式的芯片电流测量方法将被测量芯片中的总电流平均分配到n根金属导电线上，通过测量单根金属导电线上的电流值，再乘以比例因子n从而得到总电流值，能够用于测量芯片工作中的大电流，解决了被测量芯片中的待测电流超过电流钳测量量程而无法进行测量的问题，并且能够保证芯片电流测量的精度。附图说明图1是根据本专利技术一实施例的芯片电流测量方法的流程示意图；图2是根据本专利技术一实施例的芯片电流测量接口的第一原理示意图；图3是根据本专利技术一实施例的芯片电流测量接口的第二原理示意图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本专利技术进一步详细说明。图1是根据本专利技术一实施例的芯片电流测量方法的流程示意图。如图1所示，本专利技术实施例的芯片电流测量方法包括如下步骤：步骤S1，在被测量芯片的测试PCB板上预留测量电流用的接口；步骤S2，将所述PCB板上的电源平面层断开，得到第一电源平面层和第二电源平面层，并在PCB板的表层对断开的第一电源平面层和第二电源平面层分别做开窗处理，得到第一开窗区域和第二开窗区域，将n根相同长度的同规格的金属导电线的两端分别焊接在所述第一开窗区域和第二开窗区域，从而将所述第一电源平面层和第二电源平面层重新连接起来，n为大于1的整数；步骤S3，测量所述n根相同长度的同规格的金属导电线中任意一根金属导电线上的电流值，将测量得到的电流值乘以n，从而得到被测量芯片中的总电流。本专利技术实施例中，所述接口可以用于连接测量仪器设备对芯片电流进行测量。下面结合图2和3对本专利技术芯片电流测量方法的原理进行具体说明。图2和3是根据本专利技术一实施例的芯片电流测量接口的第一和第二原理示意图。如图2所示，被测量芯片的PCB板的电源平面层被断开为电源平面层1和电源平面层2，其中对被测量芯片供电的DC-DC电路位于电源平面层1，被测量芯片位于电源平面层2。对该断开的两部分电源平面层分别进行开窗处理，得到各自的开窗区域3和4。将n根相同长度的同规格的金属导电线Line_1、Line_2、…、Line_n的两端分别焊接在开窗区域3和4，从而将电源平面层1和电源平面层2重新连接起来。在一些实施方式中，所述相同长度的同规格的金属导电线Line_1、Line_2、…、Line_n可以采用相同长度的同规格的铜线。如图3所示，每一根金属导电线的阻抗ZLine可以等效为电阻串联电感。用数学公式表示为：ZLine=R+jwL其中，j为虚数单位，w为角频率。当Line_1、Line_2、…、Line_n使用相同长度的同规格的金属导电线时：R1≈R2≈…≈RnjwL1≈jwL2≈…≈jwLn所以，n根相同长度的同规格的金属导电线并联连接被断开的电源平面层1和2时，其等效的总电路阻抗ZSUM为：那么，流过n根金属导电线的总电流ISUM为：其中，ΔV为两个电源平面层的电势差，ILine为一根金属导电线上的电流值。基于上述公式所阐述的原理，用电流钳等测量仪器设备测量所述n根金属导电线中任意一根金属导电线上的电流，将测量得到的电流值ILine乘以n，就可以得到被测量芯片中的总电流ISUM。上述公式表明，当使用n根相同长度的同规格的金属导电线并联连接被断开的电源平面层1和2时，电流是平均分配到每根金属导电线上的，即每根金属导电线上流过的电流为总电流的1/n。因此，只需用电流钳测量一根金属导电线上的电流就可以计算出总电流。由于每根金属导电线上流过的电流不会很大，能使用市面上的大多数电流钳进行测量。在实际应用中，金属导电线的数量n要合理选择，n值太大，可能会因为单根金属导电线上的电流值过小而导致测量误差增大；n值过小，则可能导致单根金属导电线上的电流值过大，从而超出电流钳的测量范围。对于金属导电线的数量n的选取可采用如下公式：其中，为向上取整运算符；ISUM_MAX为流过所有金属导电线的总电流最大值，Iclamp_MAX为电流钳量程的最大值。通过以上公式选择的金属导电线的数量n，能保证单根金属导电线上的电流值在电流钳的测量范围内能达到最大值，从而降低测量误差。本专利技术实施例通过将被测量芯片中的总电流平均分配到n根金属导电线上，使用电流钳测量其中一根金属导电线上的电流，将测量得到的单根金属导电线上的电流值乘以比例因子n即可得到总电流值。这种基于比例式的芯片电流测量方法，能够测量芯片工作中的大电流，从而解决了被测量芯片中的待测电流超过电流钳测量量程而无法进行测量的问题，并且能够保证芯片电流测量的精度。以上所述的具体实施例，对本专利技术的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于比例式的芯片电流测量方法，其特征在于，包括：步骤S1，在被测量芯片的测试PCB板上预留测量电流用的接口；步骤S2，将所述PCB板上的电源平面层断开，得到第一电源平面层和第二电源平面层，并在PCB板的表层对断开的第一电源平面层和第二电源平面层分别做开窗处理，得到第一开窗区域和第二开窗区域，将n根相同长度的同规格的金属导电线的两端分别焊接在所述第一开窗区域和第二开窗区域，从而将所述第一电源平面层和第二电源平面层重新连接起来，n为大于1的整数；步骤S3，测量所述n根相同长度的同规格的金属导电线中任意一根金属导电线上的电流值，将测量得到的电流值乘以n，从而得到被测量芯片中的总电流。

【技术特征摘要】
1.一种基于比例式的芯片电流测量方法，其特征在于，包括：步骤S1，在被测量芯片的测试PCB板上预留测量电流用的接口；步骤S2，将所述PCB板上的电源平面层断开，得到第一电源平面层和第二电源平面层，并在PCB板的表层对断开的第一电源平面层和第二电源平面层分别做开窗处理，得到第一开窗区域和第二开窗区域，将n根相同长度的同规格的金属导电线的两端分别焊接在所述第一开窗区域和第二开窗区域，从而将所述第一电源平面层和第二电源平面层重新连接起来，n为大于1的整数；步骤S3，测量所述n根相同长度的同规格的金属导电线中任意一根金属导电线上的电流值，将测量得到的电流值乘以n，从而得到被测量芯片中的总电流。2.根据权利要求1所述的芯片电流测量方法，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶永杭，陈鹏飞，周笛，
申请(专利权)人：算丰科技北京有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11