CN112433091A - 一种用于芯片的用电功耗的实时检测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于芯片的用电功耗的实时检测系统，具体涉及芯片检测技术领域，包括负载参数控制单元，所述负载参数控制单元的输出端与测试芯片的输入端电连接，所述测试芯片的输入端分别与温度变量调节模块、其他变量调节模块和运行状态控制单元的输出端电连接，所述测试芯片的输出端与芯片功耗测量单元的输入端电连接。本发明通过调节温度变量、其他变量、输入不同负载参数和芯片不同运行状态获取芯片在各种情况下所产生的功耗，达到了多方位多角度全面实时检测的工作，进而可以快速、客观和精确的反映测试芯片功耗的大小，以此可以得出测试芯片在各个变量环境下产生的变化异常，从而可以为后续测试芯片优化工作奠定基础。
Description
技术领域
本发明涉及芯片检测技术领域，更具体地说，本发明涉及一种用于芯片的用电功耗的实时检测系统。
背景技术
计算机设备运行时，整机功耗的测量比较容易实现，但重要部件芯片的功耗难以使用常规方式直接测量，而现有技术中的芯片检测系统，主要是通过以下两个方案检测芯片功耗，具体地：一种方案是通过芯片的功耗标示，来侧面预估芯片功耗大小，而另一种方案是监控部分电源电流的大小来得到芯片功耗，但是，上述两个方案并不能客观、准确反映芯片功耗的大小，而对于芯片研发设计工程师来说，如何快速、精确的获得每个动作时功耗大小无论是对软件工程师还是对硬件工程师，是改进功耗特性的关键。
因此，如何实时确切地测量芯片功耗值，是准确评测一个芯片功耗性能所必须解决的问题。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺陷，本发明提供了一种用于芯片的用电功耗的实时检测系统，本发明所要解决的技术问题是：现有技术中对芯片的功率检测不够全面和精细，并不能客观、准确反映芯片功耗的大小的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于芯片的用电功耗的实时检测系统，包括负载参数控制单元，所述负载参数控制单元的输出端与测试芯片的输入端电连接，所述测试芯片的输入端分别与温度变量调节模块、其他变量调节模块和运行状态控制单元的输出端电连接，所述测试芯片的输出端与芯片功耗测量单元的输入端电连接，所述芯片功耗测量单元的输出端与中央处理器的输入端电连接。
所述中央处理器的输入端与数据存储模块的输出端电连接，所述中央处理器的输出端分别与波形生成模块和数据对比模块的输入端电连接，所述波形生成模块的输出端与数据对比模块的输入端电连接，所述数据对比模块的输出端分别与警报模块和输出模块的输入端电连接，所述警报模块和输出模块的输出端与显示模块的输入端电连接。
作为本发明的进一步方案：所述数据对比模块的输出端与数据存储模块的输入端电连接，所述数据对比模块可提取数据存储模块中正常状态下数据与检测处理后的数据进行比对是否存在异常的状况，以此可以快速了解测试芯片功耗的检测工作，所述数据存储模块用于对各项数据的存储管理，方便进行查看了解的工作。
作为本发明的进一步方案：所述负载参数控制单元包括负载1、负载2、负载3至负载N，所述负载1、负载2、负载3至负载N的输出端与测试芯片的输入端电连接，所述负载1、负载2、负载3至负载N为满足测试芯片不同状态下的负载，进而可以建立不同的负载环境，可以将负载1、负载2、负载3至负载N依次输入测试芯片，进而可以检测测试芯片在各个负载环境状态下功耗状况。
作为本发明的进一步方案：所述运行状态控制单元包括启动模块、运行模块、休眠模块和关闭模块，所述启动模块、运行模块、休眠模块和关闭模块的输出端与测试芯片的输入端电连接，所述启动模块、运行模块、休眠模块和关闭模块为测试芯片的四种不同运行状态，进而通过实行四种不同的运行状态可以清楚了解测试芯片在四种运行状况下的功耗，保障测试芯片功耗多变检测工作。
作为本发明的进一步方案：所述芯片功耗测量单元包括电压采集电路和电流采集电路，所述电压采集电路和电流采集电路的输入端与测试芯片的输出端电连接，所述电压采集电路和电流采集电路的输出端与功耗计量芯片的输入端电连接，所述功耗计量芯片的输出端与中央处理器的输入端电连接。
作为本发明的进一步方案：所述中央处理器的输入端分别与矩阵键盘和供电电源的输出端电连接，所述矩阵键盘可以用于对指令和数据的输入，所述供电电源可以对中央处理器进行供电需求，保障本系统的顺利操作，所述温度变量调节模块可实时进行温度值调整的工作，从而可以改变测试芯片的温度环境，进一步可以通过测试芯片温度环境的变量检测其功耗是否存在变化，所述其他变量调节模块可以通过调整其他变量来反映测试芯片的功耗是否存在变化。
作为本发明的进一步方案：所述运行状态控制单元可以与其他变量调节模块、温度变量调节模块和负载参数控制单元同时进行检测测试芯片处于四者状态下功耗的工作，也可以保持温度变量状态、负载1状态，再分别依次进行运行模块、休眠模块和关闭模块状态下功耗检测工作，同时可依次保持运行模块、休眠模块和关闭模块的任意一种状态，通过温度变量调节模块改变温度变量、通过其他变量调节模块改变其他变量、通过负载参数控制单元依次改变负载1、负载2、负载3至负载N的任意状态进行实时检测功耗，体现检测结果的多变性及精度，以此通过以上操作可反映测试芯片在各个环境状态下功耗的实时检测工作
本发明的有益效果在于：
1、本发明通过温度变量调节模块及其他变量调节模块改变其变量输入测试芯片，达到不同变量的输入对测试芯片进行功耗的检测，并通过运行状态控制单元和负载参数控制单元通过不同负载参数及芯片处于不同运行状态下进行测试芯片的功耗检测工作，在输入不同状态情况下查看电流电压的不同变化，并通过一系列计算最终提取正常状态下的数据进行比对，达到多方面异常检测报警的工作，使得本发明通过调节温度变量、其他变量、输入不同负载参数和芯片不同运行状态获取芯片在各种情况下所产生的功耗，达到了多方位多角度全面实时检测的工作，进而可以快速、客观和精确的反映测试芯片功耗的大小，以此可以得出测试芯片在各个变量环境下产生的变化异常，从而可以为后续测试芯片优化工作奠定基础。
附图说明
图1为本发明系统的示意图；
图中：1、负载参数控制单元、101负载1、102负载2、103负载3、104负载N、2测试芯片、3温度变量调节模块、4其他变量调节模块、5运行状态控制单元、501启动模块、502运行模块、503休眠模块、504关闭模块、6芯片功耗测量单元、601电压采集电路、602电流采集电路、603功耗计量芯片、7中央处理器、8数据对比模块、9波形生成模块、10警报模块、11输出模块、12显示模块、13数据存储模块、14矩阵键盘、15供电电源。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图所示，本发明提供了一种用于芯片的用电功耗的实时检测系统，包括负载参数控制单元1，负载参数控制单元1的输出端与测试芯片2的输入端电连接，测试芯片2的输入端分别与温度变量调节模块3、其他变量调节模块4和运行状态控制单元5的输出端电连接，测试芯片2的输出端与芯片功耗测量单元6的输入端电连接，芯片功耗测量单元6的输出端与中央处理器7的输入端电连接。
中央处理器7的输入端与数据存储模块13的输出端电连接，中央处理器7的输出端分别与波形生成模块9和数据对比模块8的输入端电连接，通过波形生成模块9可以将对比的数据反映出两种波形，以便通过波形观测测试芯片2功耗的变化，波形生成模块9的输出端与数据对比模块8的输入端电连接，数据对比模块8的输出端分别与警报模块10和输出模块11的输入端电连接，通过警报模块10可以对发出的异常信息进行实时报警，以此可以实时了解功耗检测存在的异常状态，警报模块10和输出模块11的输出端与显示模块12的输入端电连接。
数据对比模块8的输出端与数据存储模块13的输入端电连接，数据对比模块8可提取数据存储模块13中正常状态下数据与检测处理后的数据进行比对是否存在异常的状况，以此可以快速了解测试芯片2功耗的检测工作，数据存储模块13用于对各项数据的存储管理，方便进行查看了解的工作。
负载参数控制单元1包括负载1101、负载2102、负载3103至负载N104，负载1101、负载2102、负载3103至负载N104的输出端与测试芯片2的输入端电连接，负载1101、负载2102、负载3103至负载N104为满足测试芯片2不同状态下的负载，进而可以建立不同的负载环境，可以将负载1101、负载2102、负载3103至负载N104依次输入测试芯片2，进而可以检测测试芯片2在各个负载环境状态下功耗状况。
运行状态控制单元5包括启动模块501、运行模块502、休眠模块503和关闭模块504，启动模块501、运行模块502、休眠模块503和关闭模块504的输出端与测试芯片2的输入端电连接，启动模块501、运行模块502、休眠模块503和关闭模块504为测试芯片2的四种不同运行状态，进而通过实行四种不同的运行状态可以清楚了解测试芯片2在四种运行状况下的功耗，保障测试芯片2功耗多变检测工作。
芯片功耗测量单元6包括电压采集电路601和电流采集电路602，电压采集电路601和电流采集电路602的输入端与测试芯片2的输出端电连接，电压采集电路601和电流采集电路602的输出端与功耗计量芯片603的输入端电连接，通过功耗计量芯片603可以对检测的结果进行计算处理，以此可供后续进行顺利比对工作，功耗计量芯片603的输出端与中央处理器7的输入端电连接。
中央处理器7的输入端分别与矩阵键盘14和供电电源15的输出端电连接，矩阵键盘14可以用于对指令和数据的输入，供电电源15可以对中央处理器7进行供电需求，保障本系统的顺利操作，温度变量调节模块3可实时进行温度值调整的工作，从而可以改变测试芯片2的温度环境，进一步可以通过测试芯片2温度环境的变量检测其功耗是否存在变化，其他变量调节模块4可以通过调整其他变量来反映测试芯片2的功耗是否存在变化。
运行状态控制单元5可以与其他变量调节模块4、温度变量调节模块3和负载参数控制单元1同时进行检测测试芯片2处于四者状态下功耗的工作，也可以保持温度变量状态、负载1101状态，再分别依次进行运行模块502、休眠模块503和关闭模块504状态下功耗检测工作，同时可依次保持运行模块502、休眠模块503和关闭模块504的任意一种状态，通过温度变量调节模块3改变温度变量、通过其他变量调节模块4改变其他变量、通过负载参数控制单元1依次改变负载1101、负载2102、负载3103至负载N104的任意状态进行实时检测功耗，体现检测结果的多变性及精度，以此通过以上操作可反映测试芯片2在各个环境状态下功耗的实时检测工作。
本发明的工作原理为：
S1、当需要根据温度变量进行检测时，则通过温度变量调节模块3调节合适温度值，然后由电压采集电路601和电流采集电路602采集测试芯片2处于此温度状态下的电压电流，并将检测的结果传递给功耗计量芯片603，则功耗计量芯片603对检测的数据结果进行分析计算，计算出的结果再传递给中央处理器7，中央处理器7对计算的数据进一步进行处理后，再传递给波形生成模块9和数据对比模块8，数据对比模块8则通过中央处理器7提取数据存储模块13中的正常数据，则数据对比模块8将检测处理后的数据与正常数据进行比对，并通过波形生成模块9生成两种波形进行区分比对，若两个波形的走向相近，则处于正常状态，正常数据传输至输出模块11，经由输出模块11传递给显示模块12进行显示，若两个波形存在相离，则存在异常，异常数据则反馈给警报模块10，使得警报模块10发出报警，并传递给显示模块12进行显示查看，同时可通过温度变量调节模块3调节不同的温度值进行测试芯片2处于不同温度状况下的检测工作，且其他变量调节模块4与此方法相同，并且可两者进行同时检测工作，也可保持一种变量状态改变另一种变量状态进行检测工作，体现检测结果的多变性及精确性；
S2、当需要根据负载参数进行检测时，则可以输入负载1101，然后由电压采集电路601和电流采集电路602采集测试芯片2处于此负载状态下的电压电流，并将检测的结果传递给功耗计量芯片603，则功耗计量芯片603对检测的数据结果进行分析计算，计算出的结果再传递给中央处理器7，中央处理器7对计算的数据进一步进行处理后，再传递给波形生成模块9和数据对比模块8，数据对比模块8则通过中央处理器7提取数据存储模块13中的正常数据，则数据对比模块8将检测处理后的数据与正常数据进行比对，并通过波形生成模块9生成两种波形进行区分比对，若两个波形的走向相近，则处于正常状态，正常数据传输至输出模块11，经由输出模块11传递给显示模块12进行实时显示，若两个波形存在相离，则存在异常，异常数据则反馈给警报模块10，使得警报模块10发出报警，并传递给显示模块12进行异常检测结果的查看了解工作，负载1101输入完成，则可以依次进行负载2102、负载3103至负载N104在承受范围之内进行不同负载环境的检测工作，且负载可以与其他变量调节模块4和温度变量调节模块3进行测试芯片2同时处于三者状态下功耗检测的工作，也可以保持一种变量状态改变负载1101、负载2102、负载3103至负载N104状态进行功耗检测工作，同时可保持负载1101、负载2102、负载3103至负载N104的任意状态，改变变量进行功耗检测，体现检测结果的多变性及精确性；
S3、当需要对运行状态进行检测时，则可通过启动模块501开启测试芯片2，然后由电压采集电路601和电流采集电路602采集测试芯片2处于启动状态下的电压电流，并将检测的结果传递给功耗计量芯片603，则功耗计量芯片603对检测的数据结果进行分析计算，计算出的结果再传递给中央处理器7，中央处理器7对计算的数据进一步进行处理后，再传递给波形生成模块9和数据对比模块8，数据对比模块8则通过中央处理器7提取数据存储模块13中的正常数据，则数据对比模块8将检测处理后的数据与正常数据进行比对，并通过波形生成模块9生成两种波形进行区分比对，若两个波形的走向相近，则处于正常状态，正常数据传输至输出模块11，经由输出模块11传递给显示模块12进行实时显示，若两个波形存在相离，则存在异常，异常数据则反馈给警报模块10，使得警报模块10发出报警，并传递给显示模块12进行异常检测结果的查看了解工作，并可以依次进行运行模块502、休眠模块503和关闭模块504状态下功耗检测工作，且运行状态控制单元5可以与其他变量调节模块4、温度变量调节模块3和负载参数控制单元1同时进行检测测试芯片2处于四者状态下功耗的工作，也可以保持温度变量状态、负载1101状态，再分别依次进行运行模块502、休眠模块503和关闭模块504状态下功耗检测工作，同时可依次保持运行模块502、休眠模块503和关闭模块504的任意一种状态，通过温度变量调节模块3改变温度变量、通过其他变量调节模块4改变其他变量、通过负载参数控制单元1依次改变负载1101、负载2102、负载3103至负载N104的任意状态进行实时检测功耗，体现检测结果的多变性及精度，以此通过以上操作可反映测试芯片2在各个环境状态下的检测工作。
最后应说明的几点是：虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明的基础上，以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (7)
1.一种用于芯片的用电功耗的实时检测系统，包括负载参数控制单元(1)，其特征在于：所述负载参数控制单元(1)的输出端与测试芯片(2)的输入端电连接，所述测试芯片(2)的输入端分别与温度变量调节模块(3)、其他变量调节模块(4)和运行状态控制单元(5)的输出端电连接，所述测试芯片(2)的输出端与芯片功耗测量单元(6)的输入端电连接，所述芯片功耗测量单元(6)的输出端与中央处理器(7)的输入端电连接；
所述中央处理器(7)的输入端与数据存储模块(13)的输出端电连接，所述中央处理器(7)的输出端分别与波形生成模块(9)和数据对比模块(8)的输入端电连接，所述波形生成模块(9)的输出端与数据对比模块(8)的输入端电连接，所述数据对比模块(8)的输出端分别与警报模块(10)和输出模块(11)的输入端电连接，所述警报模块(10)和输出模块(11)的输出端与显示模块(12)的输入端电连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于芯片的用电功耗的实时检测系统，其特征在于：所述数据对比模块(8)的输出端与数据存储模块(13)的输入端电连接，所述数据对比模块(8)可提取数据存储模块(13)中正常状态下数据与检测处理后的数据进行比对是否存在异常的状况，以此可以快速了解测试芯片(2)功耗的检测工作，所述数据存储模块(13)用于对各项数据的存储管理，方便进行查看了解的工作。
3.根据权利要求1所述的一种用于芯片的用电功耗的实时检测系统，其特征在于：所述负载参数控制单元(1)包括负载1(101)、负载2(102)、负载3(103)至负载N(104)，所述负载1(101)、负载2(102)、负载3(103)至负载N(104)的输出端与测试芯片(2)的输入端电连接，所述负载1(101)、负载2(102)、负载3(103)至负载N(104)为满足测试芯片(2)不同状态下的负载，进而可以建立不同的负载环境，可以将负载1(101)、负载2(102)、负载3(103)至负载N(104)依次输入测试芯片(2)，进而可以检测测试芯片(2)在各个负载环境状态下功耗状况。
4.根据权利要求3所述的一种用于芯片的用电功耗的实时检测系统，其特征在于：所述运行状态控制单元(5)包括启动模块(501)、运行模块(502)、休眠模块(503)和关闭模块(504)，所述启动模块(501)、运行模块(502)、休眠模块(503)和关闭模块(504)的输出端与测试芯片(2)的输入端电连接，所述启动模块(501)、运行模块(502)、休眠模块(503)和关闭模块(504)为测试芯片(2)的四种不同运行状态，进而通过实行四种不同的运行状态可以清楚了解测试芯片(2)在四种运行状况下的功耗，保障测试芯片(2)功耗多变检测工作。
5.根据权利要求1所述的一种用于芯片的用电功耗的实时检测系统，其特征在于：所述芯片功耗测量单元(6)包括电压采集电路(601)和电流采集电路(602)，所述电压采集电路(601)和电流采集电路(602)的输入端与测试芯片(2)的输出端电连接，所述电压采集电路(601)和电流采集电路(602)的输出端与功耗计量芯片(603)的输入端电连接，所述功耗计量芯片(603)的输出端与中央处理器(7)的输入端电连接。
6.根据权利要求1所述的一种用于芯片的用电功耗的实时检测系统，其特征在于：所述中央处理器(7)的输入端分别与矩阵键盘(14)和供电电源(15)的输出端电连接，所述矩阵键盘(14)可以用于对指令和数据的输入，所述供电电源(15)可以对中央处理器(7)进行供电需求，保障本系统的顺利操作，所述温度变量调节模块(3)可实时进行温度值调整的工作，从而可以改变测试芯片(2)的温度环境，进一步可以通过测试芯片(2)温度环境的变量检测其功耗是否存在变化，所述其他变量调节模块(4)可以通过调整其他变量来反映测试芯片(2)的功耗是否存在变化。
7.根据权利要求4所述的一种用于芯片的用电功耗的实时检测系统，其特征在于：所述运行状态控制单元(5)可以与其他变量调节模块(4)、温度变量调节模块(3)和负载参数控制单元(1)同时进行检测测试芯片(2)处于四者状态下功耗的工作，也可以保持温度变量状态、负载1(101)状态，再分别依次进行运行模块(502)、休眠模块(503)和关闭模块(504)状态下功耗检测工作，同时可依次保持运行模块(502)、休眠模块(503)和关闭模块(504)的任意一种状态，通过温度变量调节模块(3)改变温度变量、通过其他变量调节模块(4)改变其他变量、通过负载参数控制单元(1)依次改变负载1(101)、负载2(102)、负载3(103)至负载N(104)的任意状态进行实时检测功耗，体现检测结果的多变性及精度，以此通过以上操作可反映测试芯片(2)在各个环境状态下功耗的实时检测工作。
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