CN111722086A - 一种高功率处理器芯片老化测试的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高功率处理器芯片老化测试的方法，其步骤包括：步骤S1：在测试芯片内部设有内置温度传感器，由测试芯片的程序访问；步骤S2：测试芯片被安装在测试插座中，通电后开始执行老化程序；步骤S3：实时读取内置温度传感器的数值，与规定的老化温度值比较；步骤S4：如果目前测试芯片中内置温度传感器低于规定的老化温度值，则应加热升温，此时通过程序让测试芯片运行在高计算和/或高负载状态，自行升温；否则，则应降温；步骤S5：通过程序控制测试芯片的工况，使测试芯片的温度在规定的老化温度值附近上下波动，完成老化作业。本发明具有原理十分简单、操作极为方便、实现成本比较低等优点。

Description

一种高功率处理器芯片老化测试的方法
技术领域
本发明主要涉及到芯片老化验证技术领域，特指一种高功率处理器芯片老化测试的方法。
背景技术
目前的芯片老化验证技术(High Temperature Operating Life，简称HTOL)是让芯片(Integrated Circuit，简称IC)在统一温度的试验箱中，利用测试插座的插座测试端测试芯片的芯片测试端，并且在测试过程中通过老化测试机给IC提供温度。在特定模式下运行，所有IC都处在同一温度下，而且机台不能单独控制每颗IC的温度。但是，高功率IC在28nm或者更高的工艺下，同一批IC个体差异非常大，用原先的老化技术进行验证时，IC的PN结温度差异也非常大，导致无法得出准确的试验结果。
于是有从业者提出了一些解决方案，如：
中国专利申请(201820590996.X)公开了一种IC老化测试座，通过设置的通风孔以及温度传感器，可以改善老化测试座加热的均匀性，提高IC芯片老化测试的准确性。
中国专利申请(201820698002.6)的目的在于提供一种芯片老化测试装置，具备电路板放置在测试设备内，夹具和电路板可拆卸，能够单独放置或取出夹具，电路板对夹具固定的优点，解决了夹具和电路板是固定在一起，放置或取出芯片时需要整体拿取，操作不方便，浪费时间的问题。
中国专利申请(201320738895.X)公开一种通过单独控制每颗芯片的温度，让有功耗差异的芯片能够在统一的温度条件下进行老化，得出准确测试结果的高功率芯片老化验证装置。
但是，上述几种传统方式均存在一些不足：基本上还是需要采用高温测试设备，在进行整体取放时，需要进一步设计整体拿出结构；进一步，在使用者需要加热控制装置和特殊的测试插座，整个操作十分繁琐，整个设备较为复杂。
发明内容
本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种原理十分简单、操作极为方便、实现成本比较低的高功率处理器芯片老化测试的方法。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种高功率处理器芯片老化测试的方法，其步骤包括：
步骤S1：在测试芯片内部设有内置温度传感器，所述内置温度传感器由测试芯片的程序访问；
步骤S2：测试芯片被安装在测试插座中，通电后开始执行老化程序；
步骤S3：对测试芯片的运行环境初始化；实时读取内置温度传感器的数值，与规定的老化温度值比较；
步骤S4：如果目前测试芯片中内置温度传感器低于规定的老化温度值，则应加热升温，此时通过程序让测试芯片运行在高计算和/或高负载状态，自行升温；否则，则应降温，此时通过程序让测试芯片运行在低计算和/或低负载状态；
步骤S5：通过程序控制测试芯片的工况，使测试芯片的温度在规定的老化温度值附近上下波动，完成老化作业。
作为本发明方法的进一步改进：所述内置温度传感器安装于测试芯片上管芯的位置，用来监测测试芯片的管芯温度。
作为本发明方法的进一步改进：在所述测试芯片内设有多个内置温度传感器，在测试过程中选取最高温度来实现温度总体控制。
作为本发明方法的进一步改进：在测试插座上安装冷却部件，由被测处理器控制用来对测试芯片进行冷却。
作为本发明方法的进一步改进：所述冷却部件为风扇。
作为本发明方法的进一步改进：在通过程序来控制测试芯片运行工况时，采用阈值切换法或PID控制法或模糊控制法，以让测试芯片处于某种特定工况之下或在多种工况下进行切换，而不同工况所述测试芯片的工作温度则是不同的。
作为本发明方法的进一步改进：在通过程序来控制测试芯片运行工况时，设置两种老化算法函数，分别是高计算负载函数和低计算负载函数；所述高计算负载函数使测试芯片内部更多的逻辑电路同时运行，因此测试芯片的消耗功率较高；所述低计算负载函数使测试芯片内部较少的逻辑电路同时运行，因此测试芯片消耗的功率较小。
作为本发明方法的进一步改进：通过读取测试芯片内部的内置温度传感器获得芯片管芯的当前温度，控制高计算负载函数和低计算负载函数执行的时间比例，间接改变测试芯片的平均功率，使测试芯片工作温度维持在指定温度范围内。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
1、本发明的高功率处理器芯片老化测试的方法，原理十分简单、操作极为方便、实现成本比较低，切不改变现有老化装置，无需提供统一温度的试验箱，仅通过老化测试程序的计算负载提供一种通过单独控制每颗芯片的温度，让有功耗差异的芯片能够在统一的温度条件下进行老化，得出准确测试结果的高功率芯片老化验证方法。
2、本发明的高功率处理器芯片老化测试的方法，通过设计芯片内置的温度传感器，该温度传感器值可被芯片程序访问。进一步提供带芯片内建的能够调整计算负载的老化测试程序，高计算负载下的芯片功耗高发热量大，低计算负载下芯片功耗低发热量小。老化测试程在被测芯片中运行，根据当前温度，自动调整处理器计算负载，间接控制处理器发热，实现在指定温度下进行长时间老化工作的目的。
附图说明
图1是本发明方法的流程示意图。
图2是本发明在具体应用实例中的应用结构示意图。
图例说明：
21、测试插座；22、测试芯片；23、管芯；24、内置温度传感器。
具体实施方式
以下将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。
如图1所示，本发明的高功率处理器芯片老化测试的方法，其步骤包括：
步骤S1：在测试芯片22内部设有内置温度传感器24，所述内置温度传感器24由测试芯片22的程序访问；
步骤S2：测试芯片22被安装在测试插座21中，通电后开始执行老化程序。
步骤S3：对测试芯片22的运行环境初始化；实时读取内置温度传感器24的数值，与规定的老化温度值比较。
步骤S4：如果目前测试芯片22中内置温度传感器24低于规定的老化温度值，则应加热升温，此时通过程序让测试芯片22运行在高计算和/或高负载状态，自行升温；否则，则应降温，此时通过程序让测试芯片22运行在低计算和/或低负载状态。
步骤S5：通过程序控制测试芯片22的工况，使测试芯片22的温度在规定的老化温度值附近上下波动，完成老化作业。
在具体应用实例中，内置温度传感器24安装于测试芯片22上管芯23的位置，用来监测测试芯片22的管芯温度。这是因为管芯23在不同计算负载情况下功耗不同、发热量不同。
在较佳的实施例中，进一步可以在测试芯片22内设有多个内置温度传感器24，在测试过程中选取最高温度来实现温度总体控制。
在较佳的实施例中，进一步可以在测试插座21上安装冷却部件(如风扇)，风扇开关由被测处理器控制，这样就能够更快捷地实现温度控制。
可以理解，在具体应用时本发明可以根据实际应用的需求来对测试芯片22的工作状态进行控制，尤其是对于温度控制而言，例如采用阈值切换法、PID、模糊控制等算法均能够让测试芯片22处于某种特定工况之下或在多种工况下进行切换，而不同工况所述测试芯片22的工作温度则是不同的。
在具体应用实例中，以阈值切换法为例，阐述本发明的方法。本发明进一步为处理器设计了两种老化算法函数，分别是高计算负载函数和低计算负载函数。高计算负载函数使测试芯片22内部更多的逻辑电路同时运行，因此测试芯片22的消耗功率较高。低计算负载函数使测试芯片22内部较少的逻辑电路同时运行，因此测试芯片22消耗的功率较小。本发明通过基于“阈值切换法”的老化程序，通过读取测试芯片22内部的内置温度传感器24获得芯片管芯23的当前温度，控制高计算负载函数和低计算负载函数执行的时间比例，间接改变测试芯片22的平均功率，使测试芯片22工作温度维持在指定温度范围内。
本发明主要是针对高功耗芯片的测试，因为芯片功耗与散热会有不同程度，一般功耗芯片散热快，就达不到自发热能升温的的效果。
由上可知，采用本发明的方法之后，无需高温测试设备，也就无需另外设计整体拿出结构，且本发明相当于是单独对每颗测试芯片22进行单独加热，也就无需精确控制温度区域。本发明是通过测试芯片22内置的老化测试程序和内置温度传感器24，通过控制测试芯片22发热，从而也能使得具有功耗差异的测试芯片22能够在统一的温度条件下进行老化的目的。本发明无需高温箱测试设备和特殊的测试插座，大幅度降低了老化测试成本。
以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种高功率处理器芯片老化测试的方法，其特征在于，步骤包括：
步骤S1：在测试芯片内部设有内置温度传感器，所述内置温度传感器由测试芯片的程序访问；
步骤S2：测试芯片被安装在测试插座中，通电后开始执行老化程序；
步骤S3：对测试芯片的运行环境初始化；实时读取内置温度传感器的数值，与规定的老化温度值比较；
步骤S4：如果目前测试芯片中内置温度传感器低于规定的老化温度值，则应加热升温，此时通过程序让测试芯片运行在高计算和/或高负载状态，自行升温；否则，则应降温，此时通过程序让测试芯片运行在低计算和/或低负载状态；
步骤S5：通过程序控制测试芯片的工况，使测试芯片的温度在规定的老化温度值附近上下波动，完成老化作业。
2.根据权利要求1所述的高功率处理器芯片老化测试的方法，其特征在于，所述内置温度传感器安装于测试芯片上管芯的位置，用来监测测试芯片的管芯温度。
3.根据权利要求1所述的高功率处理器芯片老化测试的方法，其特征在于，在所述测试芯片内设有多个内置温度传感器，在测试过程中选取最高温度来实现温度总体控制。
4.根据权利要求1所述的高功率处理器芯片老化测试的方法，其特征在于，在测试插座上安装冷却部件，由被测处理器控制用来对测试芯片进行冷却。
5.根据权利要求4所述的高功率处理器芯片老化测试的方法，其特征在于，所述冷却部件为风扇。
6.根据权利要求1-5中任意一项所述的高功率处理器芯片老化测试的方法，其特征在于，在通过程序来控制测试芯片运行工况时，采用阈值切换法或PID控制法或模糊控制法，以让测试芯片处于某种特定工况之下或在多种工况下进行切换，而不同工况所述测试芯片的工作温度则是不同的。
7.根据权利要求6所述的高功率处理器芯片老化测试的方法，其特征在于，在通过程序来控制测试芯片运行工况时，设置两种老化算法函数，分别是高计算负载函数和低计算负载函数；所述高计算负载函数使测试芯片内部更多的逻辑电路同时运行，因此测试芯片的消耗功率较高；所述低计算负载函数使测试芯片内部较少的逻辑电路同时运行，因此测试芯片消耗的功率较小。
8.根据权利要求7所述的高功率处理器芯片老化测试的方法，其特征在于，通过读取测试芯片内部的内置温度传感器获得芯片管芯的当前温度，控制高计算负载函数和低计算负载函数执行的时间比例，间接改变测试芯片的平均功率，使测试芯片工作温度维持在指定温度范围内。
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