一种芯片测试温度控制系统及芯片测试系统技术方案

本实用新型专利技术提供了一种芯片测试温度控制系统及芯片测试系统，该芯片测试温度控制系统包括温控头、温控设备、温度获取模块。PID控制器根据温度获取模块所采集的待测芯片的核心温度、以及设定温度值，控制温控设备将待测芯片的核心温度调节至设定温度值。PID控制器还连接有目标规划器，目标规划器用于规划设定温度值由初始值逐渐过渡到目标温度值。通过设置目标规划器，将PID控制器中设定温度值，由初始值逐渐过渡到目标温度值，使PID控制器在控制温控设备及温控头通过调整待测芯片的表面温度，使待测芯片内的核心温度达到目标温度值的过程中，能够以待测芯片内的核心温度上下波动较小的调节方式，将待测芯片内的核心温度调节到目标温度值。到目标温度值。到目标温度值。

【技术实现步骤摘要】
一种芯片测试温度控制系统及芯片测试系统


[0001]本技术涉及芯片测试
，尤其涉及一种芯片测试温度控制系统及芯片测试系统。

技术介绍

[0002]服务器领域的处理器通常需要高可靠性，在一定的温度范围下都能正常工作(例如工业级服务器的正常工作温度范围为：
‑
40～+85℃)。不同的温度对服务器中的芯片的工作影响很大，有些芯片在高温或低温下会失效，所以需要尽可能的在恶劣的温度环境下进行芯片的稳定性测试。芯片通常都有一个正常工作所允许的最高结温TjMax,超过这个温度会引起芯片降低性能来进行冷却。芯片通常还有一个过热保护温度点(Tp),一旦芯片内部的核心温度高于这个温度，就会触发芯片的过温保护功能(Thermal trip)，防止芯片因为温度过高导致不可逆转的损坏。芯片测试需要保证在TjMax温度点之下芯片可以正常稳定的工作，所以要尽可能测试最恶劣温度下的芯片的稳定性，同时还要保证芯片温度不会触发过温保护，以防止过温保护导致的系统断电。
[0003]为了保证芯片的稳定性，需要验证芯片在不同温度不同负载的稳定性。一般使用表面恒温设备以控制芯片表面温度(是指芯片封装后的表面的温度，也称芯片的封装温度)恒定。表面恒温系统的温控头直接与芯片表面接触，使用PID控制器(比例
‑
积分
‑
微分控制器)，根据芯片内部的核心温度来控制温控头的表面温度，以达到保持芯片核心温度恒定的目标。为了测试芯片在不同频率，不同温度的稳定性，已有的表面恒温系统的温度控制方案有如下两种：r/>[0004]1.手工温度调整：手动找到每个频率下合适的表面温度，直接将温控头控制到该温度下，进行测试。该方法由于需要针对每一个测试频率手工设置温度，需要依据测试人员的经验值设置，无法自动化测试多个温度点。
[0005]2.PID控制算法：以芯片的核心温度为控制条件，使用PID控制算法来控制温控头的表面温度。在执行负载之前将核心温度控制在一个比较低的温度点T0，等到负载执行起来之后，再将核心温度控制到目标高温点TjMax。采用该控制方法，将PID控制器内的设定温度值直接设置为目标温度值，导致PID控制器中的设定温度值与待测芯片表面的温度相差较大，PID控制器输出的控制信号，使待测芯片的核心温度以如图1所示出的上下波动较大的调节方式，将待测芯片的核心温度调节到目标温度值。在实际测试中发现，由于芯片核心温度变化剧烈，温度变化速度可达到30
‑
50℃/s。而表面恒温系统的温度控制能力有限，控温速度远小于芯片内部温度变化速度，高温测试时如果直接使用PID控制算法方案，极易导致在控制过程中芯片内部的核心温度超出芯片设计的Tp，从而触发芯片的过温保护功能，导致系统死机，如图1所示。

技术实现思路

[0006]本技术提供了一种芯片测试温度控制系统及芯片测试系统，以便于以待测芯
片内的核心温度上下波动较小的调节过程，将待测芯片内的核心温度调节到目标温度值。
[0007]第一方面，本技术提供了一种芯片测试温度控制系统，该芯片测试温度控制系统用于在测试设定在主板上的待测芯片过程中，控制待测芯片的核心温度。该芯片测试温度控制系统包括与待测芯片表面导热接触的温控头、以及与温控头连接的温控设备，其中，温控设备通过温控头调节待测芯片的表面温度。还包括与待测芯片连接的温度获取模块，用于采集待测芯片内的核心温度。温度获取模块连接有PID控制器，且PID控制器还与温控设备连接，以根据温度获取模块所采集的待测芯片的核心温度、以及设定温度值，控制温控设备将待测芯片的核心温度调节至设定温度值。PID控制器还连接有目标规划器，目标规划器用于规划设定温度值由初始值逐渐过渡到目标温度值。
[0008]在上述的方案中，通过设置目标规划器，将PID控制器中设定温度值，由初始值逐渐过渡到目标温度值，使PID控制器在控制温控设备及温控头通过调整待测芯片的表面温度，使待测芯片内的核心温度达到目标温度值的过程中，能够以待测芯片内的核心温度上下波动较小的调节方式，将待测芯片内的核心温度调节到目标温度值。与现有技术中直接将PID控制器内的设定温度值直接设置为目标温度值的调节方式相比，本申请的方案能够以待测芯片内的核心温度上下波动较小的调节过程，将待测芯片内的核心温度调节到目标温度值，避免了待测芯片内的核心温度剧烈波动，提高测试的效率。
[0009]在一个具体的实施方式中，目标规划器规划设定温度值，按照预设时间粒度由初始值逐渐过渡到目标温度值，以便于按照相等时间粒度的方式，规划设定温度值由初始值逐渐过渡到目标温度值。
[0010]在一个具体的实施方式中，目标规划器为线性目标规划器，线性目标规划器规划设定温度值由初始值，沿着线性递增或线性递减方式逐渐过渡到目标温度值，简化规划设定温度值由初始值逐渐过渡到目标温度值的算法，便于操作。
[0011]在一个具体的实施方式中，目标规划器为预训练目标规划器，预训练目标规划器根据待测芯片的历史测试数据进行预训练，得出最优目标规划曲线。预训练目标规划器规划设定温度值由初始值，沿着最优目标规划曲线逐渐过渡到目标温度值，以便于快速平稳地将待测芯片内的核心温度调节到目标温度值。
[0012]在一个具体的实施方式中，目标规划器为模拟退火算法规划器。该模拟退火算法规划器用于生成最优解空间序列；该模拟退火算法规划器还用于规划设定温度值由初始值，沿着最优解空间序列逐渐过渡到目标温度值。以简化目标规划算法，同时便于寻找到最优的规划方式。
[0013]在一个具体的实施方式中，该模拟退火算法规划器包括：解空间序列模板设定模块、概率函数设置模块、解空间序列生成模块、第一目标函数计算模块、第二目标函数计算模块。其中，解空间序列模板设定模块用于设定解空间序列模板[T0,T1,
…
,T
k
,T
k+1
,
…
,T
n
]，T0表示初始值，T
n
表示目标温度值；T1,
…
,T
k
,T
k+1
,
…
,T
n
‑1均表示解；k∈[0,n
‑
1]，且|T
k
‑
T0|≤|T
k+1
‑
T0|。概率函数设置模块用于初始化概率函数exp(
‑
ΔTime/T)中的“T”。解空间序列生成模块用于根据解空间序列模板，随机生成初始解空间序列w。第一目标函数计算模块用于根据初始解空间序列w，计算第一目标函数Time(w)＝a+1。第二目标函数计算模块用于根据初始解空间序列w，计算第二目标函数其中，T
a
＝T
n
，且T
a
‑1≠
T
n
。且解空间序列生成模块还用于根据解空间序列模板，随机生成下一初始解空间序列w
’
；第一目本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种芯片测试温度控制系统，用于在测试设置在主板上的待测芯片过程中，控制所述待测芯片的核心温度，其特征在于，包括：与所述待测芯片表面导热接触的温控头；与所述温控头连接的温控设备，所述温控设备通过所述温控头调节所述待测芯片的表面温度；与所述待测芯片连接以采集所述待测芯片内的核心温度的温度获取模块；与所述温控设备连接的PID控制器，且所述PID控制器还与所述温度获取模块连接，以根据所述温度获取模块所采集的所述待测芯片的核心温度、以及设定温度值，控制所述温控设备将所述待测芯片的核心温度调节至所述设定温度值；与所述PID控制器连接的目标规划器，所述目标规划器用于规划所述设定温度值由初始值逐渐过渡到目标温度值。2.如权利要求1所述的芯片测试温度控制系统，其特征在于，所述目标规划器规划所述设定温度值，按照预设时间粒度由所述初始值逐渐过渡到所述目标温度值。3.如权利要求2所述的芯片测试温度控制系统，其特征在于，所述目标规划器为线性目标规划器，所述线性目标规划器规划所述设定温度值由所述初始值，沿着线性递增或线性递减方式逐渐过渡到所述目标温度值。4.如权利要求2所述的芯片测试温度控制系统，其特征在于，所述目标规划器为预训练目标规划器，所述预训练目标规划器根据所述待测芯片的历史测试数据进行预训练，得出最优目标规划曲线；所述预训练目标规划器规划所述设定温度值由所述初始值，沿着所述最优目标规划曲线逐渐过渡到所述目标温度值。5.如权利要求2所述的芯片测试温度控制系统，其特征在于，所述目标规划器为模拟退火算法规划器；所述模拟退火算法规划器用于生成最优解空间序列；还用于规划所述设定温度值由所述初始值，沿着所述最优解空间序列逐渐过渡到所述目标温度值。6.如权利要求5所述的芯片测试温度控制系统，其特征在于，所述模拟退火算法规划器包括：解空间序列模板设定模块，用于设定解空间序列模板[T0,T1,
…
,T
k
,T
k+1
,
…
,T
n
]，其中，T0表示所述初始值，T
n
表示所述目标温度值；T1,
…
,T
k
,T
k+1
,
…
,T
n
‑1均表示解；k∈[0,n
‑
1]，且|T
k
‑
T0|≤|T
k+1
‑
T0|；概率函数设置模块，用于初始化概率函数exp(
‑
ΔTime/T)中的“T”；解空间序列生成模块，用于根据所述解空间序列模板，随机生成初始解空间序列w；第一目标函数计算模块，用于根据所述初始解空间序列w，计算第一目标函数Time(w)＝a+1；第二目标函数计算模块，用于根据所述初始解空间序列w，计算第二目标函数其中，T
a
＝T
...

【专利技术属性】
技术研发人员：李功波，唐朋朋，张鸿，陈玉龙，张攀勇，
申请(专利权)人：海光信息技术股份有限公司，
类型：新型
国别省市：