CN115078965A - 芯片的温度场分布检测方法及装置、介质、芯片 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种芯片的温度场分布检测方法及装置、介质、芯片，该方法首先获取多个关键节点各自的工作温度目标值，然后控制所有的功耗模拟单元依次按对应的关键节点的工作温度目标值进行功耗模拟，以使测温单元感测功耗模拟单元传导过来的温度，然后依据感测到的温度以及每个功耗模拟单元与测温单元之间的位置关系，生成各功耗模拟单元的位置‑温度关系曲线，最后依据位置‑温度关系曲线生成芯片待测区域的温度场分布情况，由此能够基于芯片的工作特点来动态定位封装后芯片的温度场分布，通过内置的测温电路和功耗模拟电路作为温度场分布检测的硬件实现，实现芯片整体温度场分布的检测，还降低了检测成本和检测难度。

Description

芯片的温度场分布检测方法及装置、介质、芯片

技术领域

本申请涉及电子元器件技术领域，特别涉及一种芯片的温度场分布检测方法及装置、介质、芯片。

背景技术

随着信息化、智能化时代的到来，对芯片的集成度、功能的复杂性要求越来越高，片上集成复杂的数模混合电路及各类传感器越来越普遍。各类功能的器件集成一起，对芯片的散热提出了新的挑战。如何快速对芯片的温度场进行检测，调整各功率器件的布局，定制化的设计封装散热方案，以期实现芯片高度集成下的理想温度场分布变得越来越重要。

在实现本申请的过程中，发明人发现在相关技术中，对芯片的温度场分布进行检测的方式，主要是通过微光显微镜(Emission Microscope,EMMI)观察封装后的芯片温度分布，但此方式需要破坏芯片的封装，才能通过侦测热载流子激发光子的方式进行温度检测，并且在检测时还需要精密仪器的调试配合，因此成本较高，可移植性较差，技术实现上较为复杂，难以对芯片工作状态进行实时性和批量化的温度监测。

需要说明的是，本背景技术部分中公开的信息仅用于理解本申请构思的背景技术，并且因此，它可以包含不构成现有技术的信息。

发明内容

本申请旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本申请的第一个目的在于提出一种芯片的温度场分布检测方法，基于芯片的工作特点来动态定位封装后芯片的温度场分布，通过内置的测温电路和功耗模拟电路作为温度场分布检测的硬件实现，动态检测封装完好的芯片的温度特性，降低检测成本和检测难度，提高可移植性，实现检测芯片量产一致性的功能，将芯片设计和芯片封装的散热问题进行同时验证，从整体角度描述特定封装细节对实时温度场分布的影响，更加精确地检测芯片内部温度场的情况。

本申请的第二个目的在于提出一种计算机可读存储介质。

本申请的第三个目的在于提出一种芯片。

本申请的第四个目的在于提出一种芯片的温度场分布检测装置。

为达上述目的，本申请第一方面实施例提出了一种芯片的温度场分布检测方法，所述芯片设置有测温单元，所述芯片的多个关键节点处设置有功耗模拟单元，所述温度场分布检测方法包括：获取所述多个关键节点各自的工作温度目标值；控制所有的所述功耗模拟单元依次按对应的关键节点的工作温度目标值进行功耗模拟，以使所述测温单元感测所述功耗模拟单元传导过来的温度；依据感测到的温度数据以及每个所述功耗模拟单元与所述测温单元之间的位置关系，生成各所述功耗模拟单元的位置-温度关系曲线；依据所述位置-温度关系曲线生成芯片待测区域的温度场分布情况。

根据本申请实施例提出的芯片的温度场分布检测方法，能够基于芯片的工作特点来动态定位封装后芯片的温度场分布，相比于微光显微镜的对单个芯片进行破坏封装的方法进行温度场分布情况的定位来说，通过内置的测温电路和功耗模拟电路作为温度场分布检测的硬件实现，能够动态检测封装完好的芯片的温度特性，实现芯片整体温度场分布的检测，利于通过检测得到的温度场分布进行温度场分析，同时还降低了检测成本和检测难度，提高了可移植性，能够通过对芯片进行大批量测试的方式来对封装后的芯片温度特性进行统计分析，实现了检测芯片量产一致性的功能；并且，还能够根据芯片的需求对功耗模拟单元进行更加灵活地布局和控制，实现对芯片关键位置的温度区间进行定制化配置，通过合理布局功耗模拟单元能够反映出最真实的芯片实际工作散热情况得到更加有针对性和精细化的检测结果；另外，相对于在芯片设计环节进行芯片组成部分的统筹并在封装环节基于封装材料特性建立仿真模型的分开验证方式来说，本实施例将芯片设计和芯片封装的散热问题进行同时验证，能够从整体角度描述特定封装细节对实时温度场分布的影响，综合考虑芯片设计、工艺和封装的影响，可以更加精确地检测芯片内部温度场的情况。

根据本申请的一个实施例，控制所有的所述功耗模拟单元依次按对应的关键节点的工作温度目标值进行功耗模拟，以使所述测温单元感测所述功耗模拟单元传导过来的温度，包括：从所有的工作温度目标值中选取一个未进行功耗模拟的工作温度目标值作为当前温度目标值，轮动式地控制各所述功耗模拟单元按所述当前温度目标值进行功耗模拟，以使所述测温单元对当前进行功耗模拟的功耗模拟单元传导过来的温度进行感测，得到对应于所述当前温度目标值的多个温度感测值，依次类推，直至针对所有的工作温度目标值均完成功耗模拟。

根据本申请的一个实施例，轮动式地控制各所述功耗模拟单元按所述当前温度目标值进行功耗模拟，以使所述测温单元对当前进行功耗模拟的功耗模拟单元传导过来的温度进行感测，包括：从所有的功耗模拟单元中选取一个未按所述当前温度目标值进行过功耗模拟的功耗模拟单元作为当前模拟单元，并控制所述当前模拟单元按当前温度目标值进行功耗模拟，以及在所述测温单元感测到所述当前模拟单元传导过来的温度稳定后，将稳定后的温度数值作为所述温度感测值，依次类推，直至所有的功耗模拟单元均完成功耗模拟。

根据本申请的一个实施例，所有的所述功耗模拟单元依次连接形成功耗模拟模块，其中，通过对输入至所述功耗模拟模块的单元选择信号进行调节来控制所述功耗模拟模块的调温部分的通断，以便于从各所述功耗模拟单元中选取出所述当前模拟单元，并且通过对输入至所述功耗模拟模块的外接电流进行调节来使所述当前模拟单元的调温部分进行升温。

根据本申请的一个实施例，依据所述位置-温度关系曲线生成芯片待测区域的温度场分布情况，包括：基于线性叠加原则通过所述位置-温度关系曲线得到芯片的温度场一维分布曲线图；依据所述温度场一维分布曲线图对位置-温度信息在二维空间上进行拓展，生成所述待测区域的温度场分布情况。

根据本申请的一个实施例，所述方法还包括：分别生成芯片封装前的第一温度场分布情况和芯片封装后的第二温度场分布情况，以便于依据所述第一温度场分布情况和所述第二温度场分布情况得到封装结构对芯片温度场分布产生的影响。

根据本申请的一个实施例，所述方法还包括：通过分别控制所述芯片的至少一个关键节点对应的工作模块，以使所述至少一个关键节点按校准温度目标值进行升温，进而得到所述测温单元感测到的第一感测值；分别控制所述至少一个关键节点处的功耗模拟单元按校准温度目标值进行升温，从而得到所述测温单元感测到的第二感测值；依据所述第一感测值和所述第二感测值之间的差值，对所述至少一个关键节点处的功耗模拟单元进行功耗模拟参数的调节。

根据本申请的一个实施例，所述至少一个关键节点的选取方式包括：从所述多个关键节点中识别出独立关键节点和节点组，其中，所述独立关键节点与所述多个关键节点中的其他关键节点之间的功能特性关联度均低于第一预设值，所述节点组包含有多个互相之间的功能特性关联度均高于第二预设值的共生关键节点；通过每个所述独立关键节点和每个所述节点组中的其中一个共生关键节点形成所述至少一个关键节点。

根据本申请的一个实施例，依据所述第一感测值和所述第二感测值之间的差值，对所述至少一个关键节点处的功耗模拟单元进行功耗模拟参数的调节，包括：对于每个待校准的功耗模拟单元，依据该功耗模拟单元的差值对输入至该功耗模拟单元的外接电流进行调节，以使所述第二感测值与所述第一感测值相当。

为达上述目的，本申请第二方面实施例提出了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有芯片的温度场分布检测程序，该芯片的温度场分布检测程序被处理器执行时实现如上述实施例中的芯片的温度场分布检测方法。

为达上述目的，本申请第三方面实施例提出了一种芯片，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的芯片的温度场分布检测程序，所述处理器执行所述芯片的温度场分布检测程序时，实现如上述实施例中的芯片的温度场分布检测方法。

为达上述目的，本申请第四方面实施例提出了一种芯片的温度场分布检测装置，包括：测温单元，所述测温单元设置于芯片上；功耗模拟单元，所述功耗模拟单元分别设置于芯片多个关键节点处；温度目标值获取模块，用于获取所述多个关键节点各自的工作温度目标值；功耗模拟控制模块，用于控制所有的所述功耗模拟单元依次按对应的关键节点的工作温度目标值进行功耗模拟，以使所述测温单元感测所述功耗模拟单元传导过来的温度；曲线生成模块，用于依据感测到的温度数据以及每个所述功耗模拟单元与所述测温单元之间的位置关系，生成各所述功耗模拟单元的位置-温度关系曲线；温度情况生成模块，用于依据所述位置-温度关系曲线生成芯片待测区域的温度场分布情况。

根据本申请的一个实施例，所述功耗模拟控制模块通过以下步骤控制所有的功耗模拟单元依次按对应的关键节点的工作温度目标值进行功耗模拟，以使所述测温单元感测功耗模拟单元传导过来的温度：从所有的工作温度目标值中选取一个未进行功耗模拟的工作温度目标值作为当前温度目标值，轮动式地控制各所述功耗模拟单元按所述当前温度目标值进行功耗模拟，以使所述测温单元对当前进行功耗模拟的功耗模拟单元传导过来的温度进行感测，得到对应于所述当前温度目标值的多个温度感测值，依次类推，直至针对所有的工作温度目标值均完成功耗模拟。

根据本申请的一个实施例，所述功耗模拟控制模块通过以下步骤轮动式地控制各所述功耗模拟单元按所述当前温度目标值进行功耗模拟，以使所述测温单元对当前进行功耗模拟的功耗模拟单元传导过来的温度进行感测：从所有的功耗模拟单元中选取一个未按所述当前温度目标值进行过功耗模拟的功耗模拟单元作为当前模拟单元，并控制所述当前模拟单元按当前温度目标值进行功耗模拟，以及在所述测温单元感测到所述当前模拟单元传导过来的温度稳定后，将稳定后的温度数值作为所述温度感测值，依次类推，直至所有的功耗模拟单元均完成功耗模拟。

根据本申请的一个实施例，所有的所述功耗模拟单元依次连接形成功耗模拟模块，其中，所述功耗模拟控制模块通过对输入至所述功耗模拟模块的单元选择信号进行调节来控制所述功耗模拟模块的调温部分的通断，以便于从各所述功耗模拟单元中选取出所述当前模拟单元，并且所述功耗模拟控制模块通过对输入至所述功耗模拟模块的外接电流进行调节来使所述当前模拟单元的调温部分进行升温。

根据本申请的一个实施例，所述温度情况生成模块通过以下步骤生成芯片待测区域的温度场分布情况：基于线性叠加原则通过所述位置-温度关系曲线得到芯片的温度场一维分布曲线图；依据所述温度场一维分布曲线图对位置-温度信息在二维空间上进行拓展，生成所述待测区域的温度场分布情况。

根据本申请的一个实施例，所述装置还包括：封装对比模块，用于分别生成芯片封装前的第一温度场分布情况和芯片封装后的第二温度场分布情况，以便于依据所述第一温度场分布情况和所述第二温度场分布情况得到封装结构对芯片温度场分布产生的影响。

根据本申请的一个实施例，所述装置还包括：温度校准模块，用于实施温度检测校准步骤；所述温度检测校准步骤包括：通过分别控制所述芯片的至少一个关键节点对应的工作模块，以使所述至少一个关键节点按校准温度目标值进行升温，进而得到所述测温单元感测到的第一感测值；分别控制所述至少一个关键节点处的功耗模拟单元按校准温度目标值进行升温，从而得到所述测温单元感测到的第二感测值；依据所述第一感测值和所述第二感测值之间的差值，对所述至少一个关键节点处的功耗模拟单元进行功耗模拟参数的调节。

根据本申请的一个实施例，所述至少一个关键节点的选取方式包括：从所述多个关键节点中识别出独立关键节点和节点组，其中，所述独立关键节点与所述多个关键节点中的其他关键节点之间的功能特性关联度均低于第一预设值，所述节点组包含有多个互相之间的功能特性关联度均高于第二预设值的共生关键节点；通过每个所述独立关键节点和每个所述节点组中的其中一个共生关键节点形成所述至少一个关键节点。

根据本申请的一个实施例，所述温度校准模块通过以下步骤对所述至少一个关键节点处的功耗模拟单元进行功耗模拟参数的调节：对于每个待校准的功耗模拟单元，依据该功耗模拟单元的差值对输入至该功耗模拟单元的外接电流进行调节，以使所述第二感测值与所述第一感测值相当。

本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

图1是本申请一个实施例的芯片的温度场分布检测方法的流程示意图。

图2是本申请一个实施例中温度场检测的芯片整体布局示意图。

图3是本申请一个实施例中测温单元测得的部分功耗模拟单元的温度数据的曲线图。

图4是本申请一个实施例中部分功耗模拟单元的位置-温度关系曲线。

图5是基于图4得到的芯片温度场一维分布曲线图。

图6是基于图5得到的芯片温度场分布情况

图7是本申请一个实施例的芯片的结构框图。

图8是本申请一个实施例中芯片的温度场分布检测装置的结构框图。

图9是本申请一个实施例中测温单元的电路拓扑图。

图10是本申请一个实施例中功耗模拟模块的电路拓扑图。

图11是本申请一个实施例中功耗模拟模块的功耗模拟配置时序图。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施例，下文描述的实施例的示例在附图中示出，其中相同或类似的标号自始至终表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

下面参考附图描述本申请实施例的芯片的温度场分布检测方法、计算机可读存储介质、芯片以及芯片的温度场分布检测装置。

如图1所示，本申请实施例中的芯片的温度场分布检测方法包括以下步骤100至步骤400。

S100，获取多个关键节点各自的工作温度目标值。

芯片具有多个关键节点，关键节点指的是芯片工作时起到关键作用或不可替代作用的位置节点，一个关键节点可以是芯片中的一个电路，也可以是板上的电路间的一个位置点。每个关键节点均对应有工作温度目标值，该目标值就是芯片的设计阶段中对芯片关键节点处的期望值或者设计值，能够反映出芯片在实际工作过程中大致达到的温度。

可以理解的是，本步骤获取的工作温度目标值可以只是部分关键节点的温度目标值，也可以是全部关键节点的工作温度目标值。

S200，控制所有的功耗模拟单元依次按对应的关键节点的工作温度目标值进行功耗模拟，以使测温单元感测功耗模拟单元传导过来的温度。

功耗模拟单元为电路结构，并直接设置于芯片上，每个关键节点处均设置有一个功耗模拟单元。功耗模拟单元用于模拟出关键节点处于工作状态时的温度，通过对功耗模拟单元施加一定的功耗，使得功耗模拟单元升温，当按照工作温度目标值来施加的功耗时，功耗模拟单元的功耗和相应关键节点在芯片实际工作时的功耗相同，功耗模拟单元产生的温度以及在芯片上向芯片其他组件散发出的热量也和相应关键节点在芯片实际工作时的温度以及在芯片上向芯片其他组件散发出的热量相同，由此实现关键节点处的功耗模拟，进而实现芯片不同分布的功耗建模。

测温单元同样为电路结构，并同样设置于芯片上。功耗模拟单元设置有多个，但测温单元可以只设置一个，测温单元的具体位置可以是芯片上的任一位置，具体以能够实现测温功能为准。测温单元用于对正在进行功耗模拟的功耗模拟单元散发出的热量进行温度检测，例如通过感温元件来进行温度感测。当功耗模拟单元由于进行功耗模拟而升温后，热量沿芯片的电路板向外扩散，扩散到测温单元时，测温单元对通过芯片传导过来的温度进行感测，得到温度数值。采用功耗模拟单元进行功耗模拟的意义在于，芯片自身的各个工作模块难以既按照设定的温度进行工作又按照设定的选择来控制是否工作，无法随意按照需求选中任意一个或多个工作模块并进行分别不同的温度控制，而采用功耗模拟单元则可以做到。

需要说明的是，功耗模拟单元和测温单元并非指的是设置在芯片的上表面或者上方，“上”、“里”、“内”等表述仅是为了便于描述本申请和简化描述，是指功耗模拟单元和测温单元均依附于芯片，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作。

具体的，请参阅图2和图3，图2中示出了芯片整体布局示意图，其中，U₁₁-U₁₃、U₂₁-U₂₃、U₃₁-U₃₃均为功耗模拟单元，共九个功耗模拟单元，该九个功耗模拟单元形成功耗模拟模块A100。可以理解的是，功耗模拟单元的数量依据芯片关键节点的数量和位置而设置，图2中的各功耗模拟单元的位置和数量仅为示例。Ts为测温单元，在进行温度感测时，通过使功耗模拟单元U₁₁按工作温度目标值进行升温(功耗模拟)，以便于Ts感测到U₁₁散发到Ts的温度，从功耗模拟单元开始进行功耗模拟直到Ts感测到的温度稳定下来，得到这期间的温度变化曲线S₁₁，对于U₃₁和U₃₃，Ts分别感测并得到S₃₁和S₃₃。

图3中示出了温度曲线S₁₁、S₃₁和S₃₃，其中，S₁₁对应功耗模拟单元U₁₁，S₃₁对应功耗模拟单元U₃₁，S₃₃对应功耗模拟单元U₃₃，测温单元Ts的起始温度均为常温温度T₀，由于Ts与不同功耗模拟单元的距离不同，因此功耗模拟单元升温过程中Ts感测到的传导过来的温度变化情况不同，温度稳定下来之后所达到的数值也不同，S₁₁、S₃₁和S₃₃距离Ts由近至远，因此升温速度也相应的由快至慢，Ts的测量值稳定下来后的最终读数也相应的由高至低，T₃₃>T₃₁>T₁₁，而这些最终读数是进行温度场分布检测所需的温度数值。可以理解的是，图3中仅示出三条温度曲线，对于其他功耗模拟单元的温度曲线同理可得。

S300，依据感测到的温度数据以及每个功耗模拟单元与测温单元之间的位置关系，生成各功耗模拟单元的位置-温度关系曲线。

由于功耗模拟单元是被指定地设于芯片某特定位置处，因此各功耗模拟单元在芯片上的位置是已知的，测温单元同样是被指定地设于芯片某特定位置处，所以测温单元在芯片上的位置也是已知的，由此即可得到每个关键节点与测温单元之间的位置关系。通过每个功耗模拟单元与测温单元之间的相对位置关系，以及测温单元感测出的各功耗模拟单元传导过来的温度，生成各功耗模拟单元的位置-温度关系曲线。

请参阅图4，图4示出了三条位置-温度关系曲线，该三条曲线分别对应功耗模拟单元U₁、U₂和U₃，图4中的三条曲线仅作为位置-温度关系曲线的示意，因此U₁、U₂和U₃可以不对应于前文中的九个功耗模拟单元中的任一功耗模拟单元。图4中，横坐标为位置参数W，W可以是不同位置的序号，序号的不同代表了位置W与测温单元之间位置关系的不同，从W＝1至W＝9，共有九个不同的位置点，该九个位置点按U₁的工作温度目标值升温，得到九个关于位置-温度的坐标，通过对坐标进行拟合形成一条对应于U₁的位置-温度关系曲线，拟合后的曲线能够反映位置和温度的分布关系。其他功耗模拟单元的位置-温度关系曲线同理可得。

S400，依据位置-温度关系曲线生成芯片待测区域的温度场分布情况。

对不同功耗模拟单元的温度场分布进行线性叠加得到整体温度场的映射建模，依次对各个功耗建模单元进行相同功耗配置，统计不同距离下芯片的温度位置曲线，依据芯片内部二维温度场均匀分布原则将温度曲线进行一维到二维拓展，据此得到各功耗单元温度梯度与芯片位置的关系图。

根据本申请实施例提出的芯片的温度场分布检测方法，能够基于芯片的工作特点来动态定位封装后芯片的温度场分布，相比于微光显微镜的对单个芯片进行破坏封装的方法进行温度场分布情况的定位来说，通过内置的测温电路和功耗模拟电路作为温度场分布检测的硬件实现，能够动态检测封装完好的芯片的温度特性，实现芯片整体温度场分布的检测，利于通过检测得到的温度场分布进行温度场分析，同时还降低了检测成本和检测难度，提高了可移植性，能够通过对芯片进行大批量测试的方式来对封装后的芯片温度特性进行统计分析，实现了检测芯片量产一致性的功能；并且，还能够根据芯片的需求对功耗模拟单元进行更加灵活地布局和控制，实现对芯片关键位置的温度区间进行定制化配置，通过合理布局功耗模拟单元能够反映出最真实的芯片实际工作散热情况得到更加有针对性和精细化的检测结果；另外，相对于在芯片设计环节进行芯片组成部分的统筹并在封装环节基于封装材料特性建立仿真模型的分开验证方式来说，本实施例将芯片设计和芯片封装的散热问题进行同时验证，能够从整体角度描述特定封装细节对实时温度场分布的影响，综合考虑芯片设计、工艺和封装的影响，可以更加精确地检测芯片内部温度场的情况。

在一些实施例中，步骤200中，控制所有的功耗模拟单元依次按对应的关键节点的工作温度目标值进行功耗模拟，以使测温单元感测功耗模拟单元传导过来的温度，具体可以包括以下步骤210。

S210，从所有的工作温度目标值中选取一个未进行过功耗模拟的工作温度目标值作为当前温度目标值，轮动式地控制各功耗模拟单元按当前温度目标值进行功耗模拟，以使测温单元对当前进行功耗模拟的功耗模拟单元传导过来的温度进行感测，得到对应于当前温度目标值的多个温度感测值，依次类推，直至针对所有的工作温度目标值均完成功耗模拟。

每个关键节点对应有一个工作温度目标值，当芯片具有九个关键节点时就会存在九个工作温度目标值，该九个工作温度目标值均需要进行功耗模拟，因此对于九个关键节点处的功耗模拟单元U₁₁-U₁₃、U₂₁-U₂₃和U₃₁-U₃₃，先选取第一个工作温度目标值T_g1，然后轮动式地使该九个功耗模拟单元按T_g1进行升温，然后测温单元Ts在每个功耗模拟单元升温之后，测得稳定下来的温度数值，例如图3中的T₃₃、T₃₁和T₁₁均测温单元Ts的读数稳定下来后的温度数值，由此得到以T_g1为目标的情况下九个功耗模拟单元对应的温度感测值。然后对剩余的八个工作温度目标值T_g2～T_g9按上述方式依次进行温度感测，最终得到每个工作温度目标值对应的九个温度数值。

在一些实施例中，步骤210中，轮动式地控制各功耗模拟单元按当前温度目标值进行功耗模拟，以使测温单元对当前进行功耗模拟的功耗模拟单元传导过来的温度进行感测，具体可以包括以下步骤211。

S211，从所有的功耗模拟单元中选取一个未按当前温度目标值进行过功耗模拟的功耗模拟单元作为当前模拟单元，并控制当前模拟单元按当前温度目标值进行功耗模拟，以及在测温单元感测到当前模拟单元传导过来的温度稳定后，将稳定后的温度数值作为温度感测值，依次类推，直至所有的功耗模拟单元均完成功耗模拟。

具体的，在对第一个工作温度目标值T_g1进行功耗模拟时，先从九个功耗模拟单元中任意选出其中一个，例如选取U₁₁，然后使U₁₁按T_g1进行升温，测温单元Ts从常温温度T₀开始逐渐感测到传导过来的温度而升温，并将维持一段时间的温度持平而不再升高后的数值作为稳定后的温度感测值。然后当测温单元Ts恢复常温后，从剩余的八个功耗模拟单元中任意选取一个功耗模拟单元，对该新选出的功耗模拟单元按上述方式进行温度感测值的检测，直至九个功耗模拟单元全部按T_g1进行了功耗模拟，得到对应于T_g1的九个温度感测值。

由于九个功耗模拟单元相对于测温单元Ts的位置关系是已知的，因此以测温单元Ts的位置为原点，可以得到九个关于位置关系和温度的坐标点，之后将对应于工作温度目标值T_g1的该九个关于位置关系和温度的坐标点通过拟合的方式形成对应于T_g1的位置-温度关系曲线，也就是图4中示出的曲线，而由于T_g1是对应于U₁₁的目标值，因此形成的温度曲线也被视为U₁₁的位置-温度关系曲线。

在一些实施例中，所有的功耗模拟单元依次连接形成功耗模拟模块，其中，通过对输入至功耗模拟模块的单元选择信号进行调节来控制功耗模拟模块的调温部分的通断，以便于从各功耗模拟单元中选取出当前模拟单元，并且通过对输入至功耗模拟模块的外接电流进行调节来使当前模拟单元的调温部分进行升温。

当芯片具有九个关键节点时，对应的九个功耗模拟单元的电路结构会依次连接，形成功耗模拟模块。具体的，每个功耗模拟单元可以配置有外接电流输入端和选择信号输入端，其中，外接电流输入端用于接收外接电流并将外接电流输入至功耗元件，选择信号输入端用于接收单元选择信号，功耗模拟单元依据单元选择信号来触发自身配置的功耗元件的通断。例如当单元选择信号为高电平时，则功耗元件处于导通状态，功耗元件通过外接电流产生功耗，实现升温，当单元选择信号为低电平时，则功耗元件处于关断状态，功耗元件无电流经过，不发生功耗模拟和升温。

将各功耗模拟单元进行依次连接，具体指的是，第一个功耗模拟单元的选择信号输入端直接与外界的选择信号输出端连接，并直接接收外界输入过来的单元选择信号，而其余八个功耗模拟单元的选择信号输入端则依次与前一个功耗模拟单元的选择信号输出端连接，因此各功耗模拟单元的依次连接可以指的是选择信号元件的依次连接。

选择信号元件可以采用触发器，触发器可以配置有时钟信号输入端，时钟信号输入端用于接收外界输入过来的时钟脉冲信号，通过时钟脉冲信号配合单元选择信号进行功耗模拟单元的选择，例如，可以预设两个时长H1和H2，H1和H2形成一个功耗模拟单元进行功耗模拟的整个周期，其中，H1为单元选择周期，在H1周期结束的时刻，通过各触发器的选择信号输出端是否为高电平来确定出本次进行功耗模拟的功耗模拟单元，然后在加热周期H2内，对各功耗模拟单元输入外接电流，该确定出的功耗模拟单元的功耗元件通过外接电流升温，其他功耗模拟单元的功耗元件未形成回路因此不会升温。

在一些实施例中，步骤400中，依据位置-温度关系曲线生成芯片待测区域的温度场分布情况，具体可以包括以下步骤410和步骤420。

步骤410，基于线性叠加原则通过位置-温度关系曲线得到芯片的温度场一维分布曲线图。

具体的，基于线性叠加原则，在温度场的一维分布上，利用位置-温度关系曲线(图4中示出)的温度位置数据可以得到图5所示的芯片温度场一维分布曲线图。图5中，横坐标L为位置信息，纵坐标为温度信息。以图5中U1、U2和U3三个功耗模拟单元为例：在一维空间上，三个功耗模拟单元U1、U2、U3在自身位置(距离为0)工作产生温度分别为T₁、T₂、T₃。以空间中L0点的温度计算为例，该点温度值(设为T _L0)分布受U1、U2和U3三个功耗模拟单元的作用。U1单元工作时在L0位置产生的温度为T₁₍₀₎；U2单元工作时在L0位置产生的温度为T₂₍₀₎；U3单元工作时在L0位置产生的温度为T₃₍₀₎；则三个模块同时工作时，L0点的温度为三者之和(T_L0＝T₁₍₀₎+T₂₍₀₎+T₃₍₀₎)。T₁₍₀₎、T₂₍₀₎和T₃₍₀₎的值，取决于U1、U2和U3单元的功耗以及取决于L0点与该三个单元的距离大小，其中温度距离数据可以通过查询图4测得的各功耗单元的位置温度分布曲线而得到。

步骤420，依据温度场一维分布曲线图对位置-温度信息在二维空间上进行拓展，生成芯片待测区域的温度场分布情况。

具体的，将芯片的厚度忽略不计，也就是忽略垂直方向温度变化，因此可以依据芯片内部二维温度场均匀分布原则，将芯片温度场一维分布曲线图(图5所示)进行从一维到二维的维度拓展，得到图6所示的芯片整体温度场分布的映射建模。其中，均匀分布指的是温度在芯片的二维平面位置上均匀分布。

芯片的二维平面上某位置点的温度值受所有功耗模拟单元的影响，而影响的大小取决于该位置点与各功耗模拟单元之间的距离以及各功耗模拟单元的功耗值(工作温度目标值)。假设芯片温度场在二维空间上均匀分布，则在二维空间上某位置点的温度值，只与该位置点到各个功耗模拟单元的距离相关。

以芯片中位置点A0(X，Y)为例，设三个功耗单元U1、U2和U3的位置分别为(X₁,Y₁)、(X₂,Y₂)和(X₃,Y₃)。通过坐标位置分别计算A0点与U1、U2、U3的距离d₁₀、d₂₀、d₃₀，例如其中的

结合图4测试的各个功耗单元位置分布曲线，分别得到U1、U2、U3在A0点的温度值，三者温度进行叠加，计算A0点的温度值。依此方法描绘芯片在二维空间上的温度分布特性，即得到U1、U2和U3三个功耗模拟单元同时工作的温度场二维空间分布图，如图6所示。

在一些实施例中，芯片的温度场分布检测方法还可以包括：分别生成芯片封装前的第一温度场分布情况和芯片封装后的第二温度场分布情况，以便于依据第一温度场分布情况和第二温度场分布情况得到封装结构对芯片温度场分布产生的影响。

具体的，在芯片进行封装之前，通过芯片内设置的测温单元和功耗模拟单元按步骤100至步骤400进行温度场分布检测，得到封装前的温度场分布情况，称为第一温度场分布情况；然后在芯片进行封装之后，通过芯片内设置的测温单元和功耗模拟单元按步骤100至步骤400再次进行温度场分布检测，得到封装后的温度场分布情况，称为第二温度场分布情况。由于封装对散热产生的影响，因此第一温度场分布情况和第二温度场分布情况反映出的温度特性肯定是不同的，由此可以通过对第一温度场分布情况和第二温度场分布情况进行对比分析来得到封装对散热产生的影响，进而对芯片的封装设计进行改进和指导，并且可以据此改善芯片各模块的排布，使芯片的温度分布更为合理。

在一些实施例中，芯片的温度场分布检测方法还可以包括：温度检测校准步骤。温度检测校准步骤具体包括：首先通过分别控制芯片的至少一个关键节点对应的工作模块，以使至少一个关键节点按校准温度目标值进行升温，进而得到测温单元感测到的第一感测值。然后分别控制至少一个关键节点处的功耗模拟单元按校准温度目标值进行升温，从而得到测温单元感测到的第二感测值。最后依据第一感测值和第二感测值之间的差值，对至少一个关键节点处的功耗模拟单元进行功耗模拟参数的调节。

温度检测校准的对象是一个或多个功耗模拟单元，待校准的功耗模拟单元可以是一个一个分别进行校准，而校准的具体方式就是通过测温单元Ts的温度感测来判断功耗模拟单元模拟的温度是否与芯片实际工作时的关键节点处的温度相当。

具体的，假设当前对功耗模拟单元U₁₁进行校准，则首先控制芯片的与U₁₁对应的工作模块按校准温度目标值进行工作，同时使U₁₁不工作。校准温度目标值可以采用对应于U₁₁的关键节点的工作温度目标值，也可以采用其他温度。芯片在工作过程中升温，测温单元Ts对温度进行感测，待温度稳定下来后得到第一感测值。

然后控制功耗模拟单元U₁₁按之前工作模块所依据的温度值进行工作，若工作模块之前是按校准温度目标值工作，则此时U₁₁也按校准温度目标值工作，同时使工作模块不工作。U₁₁在工作过程中升温，测温单元Ts对温度进行感测，待温度稳定下来后得到第二感测值。

由于工作模块和U₁₁均是以达到相同的温度值为目标进行工作的，因此工作模块和U₁₁所达到的温度应当是相同的，传导至测温单元Ts的温度也应当是相同的，因此，第一感测值和第二感测值应当是相同的。此时获取第一感测值和第二感测值的差值，若两者差值为零或小于预设的校准阈值，则说明工作模块和U₁₁之间的偏差为零或者可忽略不计，则无需对U₁₁进行功耗模拟参数调节；若两者差值不小于校准阈值，则说明工作模块和U₁₁之间的偏差足以影响到温度检测，使温度检测出现误差，因此需要调节U₁₁的功耗模拟参数，以提高U₁₁的功耗模拟精度，实现温度和功耗测量数据的高精度化，进而提高最终生成的温度场分布情况的准确性。

在一些实施例中，温度检测校准步骤中的至少一个关键节点的选取方式可以是：首先从多个关键节点中识别出独立关键节点和节点组，其中，独立关键节点与多个关键节点中的其他关键节点之间的功能特性关联度均低于第一预设值，节点组包含有多个互相之间的功能特性关联度均高于第二预设值的共生关键节点。然后通过每个独立关键节点和每个节点组中的其中一个共生关键节点形成待进行功耗模拟参数调节的关键节点。

由于芯片的各关键节点中，可能部分关键节点在芯片功能实现和功能特性上难以分开，这些在功能特性上关联性较强的关键节点称为共生关键节点，共生关键节点形成节点组，一个节点组内包含多个共生关键节点，且这些共生关键节点之间功能特性关联度均高于第二预设值。节点组可能有多个，每个节点组对应不同的关联性较强的功能特性。

芯片的各关键节点中，可能部分关键节点在芯片功能实现和功能特性上与其他关键节点之间互不影响，这些在功能特性上与其他任一关键节点之间的关联性均较弱的关键节点称为独立关键节点，独立关键节点与其他关键节点之间的功能特性关联度均低于第一预设值。

对于独立关键节点来说，由于其在功能特性上较为独立而与其他关键节点不存在功能上的依赖关系和协作关系，因此独立关键节点处的功耗模拟单元可以单独进行功耗校准；而对于共生关键节点来说，由于其在功能特性上与其他一些关键节点存在功能上的依赖关系和协作关系，因此一组共生关键节点的功耗模拟单元中，可以选出其中一个共生关键节点的功耗模拟单元进行功耗校准，而组内其他共生关键节点的功耗模拟单元的校准，则基于选出的共生关键节点的功耗模拟单元的校准情况来实现。

具体的，假设芯片的九个关键节点中，通过上述第一预设值和第二预设值判断出存在两个独立关键节点、包含三个共生关键节点的第一节点组以及包含四个共生关键节点的第二节点组，此时两个独立关键节点需要单独进行校准，而第一节点组中需要选取其中一个共生关键节点进行校准，第二节点组中也需要选取其中一个共生关键节点进行校准，因此共对四个关键节点的功耗模拟单元按温度检测校准步骤进行功耗模拟参数的调节。

在一些实施例中，上述温度检测校准步骤中，依据第一感测值和第二感测值之间的差值，对至少一个关键节点处的功耗模拟单元进行功耗模拟参数的调节，具体可以采用以下方式：对于每个待校准的功耗模拟单元，依据该功耗模拟单元的差值对输入至该功耗模拟单元的外接电流进行调节，以使第二感测值与第一感测值相当。

继续以上述的需要对四个功耗模拟单元进行功耗模拟参数调节的场景为例，假设对其中一个功耗模拟单元U_n进行校准时，校准温度目标值为60度，第一感测值为50度，第二感测值为45度，差值为5度，因此需要对功耗模拟参数进行调节，也就是用于使功耗元件升温的外接电流的大小、接入时长等参数进行调节，调节后再次对比第一感测值和第二感测值，若差值为零，则完成了功耗模拟单元U_n的校准。

可以理解的是，调节功耗模拟参数的依据除了可以是第一感测值和第二感测值以外，还可以是第一感测曲线和第二感测曲线。第一感测曲线和第二感测曲线即为图3中从功耗模拟单元开始功耗模拟直至测温单元Ts的感测温度值稳定下来期间的温度曲线，通过对比第一感测曲线和第二感测曲线来进行功耗模拟参数的调节，使第二感测曲线在各时间点上均逐渐趋近并与第一感测曲线重合，此时的校准不止是对功耗模拟单元的最终稳定温度值进行校准，而是对包括最终稳定温度值在内的整个升温过程的温度变化进行校准。

另外，若该被校准的功耗模拟单元U_n为共生模拟单元，并且采用的校准温度目标值为该功耗模拟单元自身的工作温度目标值(60度)，则获取同节点组内其他共生模拟单元的工作温度目标值，假设其他两个共生模拟单元U_n+1和U_n+2的工作温度目标值依次为70度和80度，则按照工作温度目标值的比例得到U_n+1和U_n+2的差值，U_n+1的差值对应为(5*60/70)，U_n+2的差值对应为(5*60/80)，其中(60/70)和(60/80)即为比例系数。得到U_n+1和U_n+2的差值后，再获取U_n的功耗模拟参数的调节量，将U_n的调节量乘以比例系数(60/70)，得到U_n+1的调节量，将U_n的调节量乘以比例系数(60/80)，得到U_n+2的调节量。

需要说明的是，对于所有的功耗模拟单元来说，由于是直接设置于芯片上并且在设计阶段和生产加工阶段是与芯片本体共同进行设计和生产加工的，因此若出现误差，则视为所有的功耗模拟单元均会出现误差，不会发生只有一部分出现误差而另一部分未出现误差的情况。

通过获取比例系数进而得到同节点组内难以直接进行校准的关键节点的调节量，实现对难以直接进行校准的关键节点进行相应的功耗模拟参数调节，完成所有关键节点的校准。

另外，本申请的实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有芯片的温度场分布检测程序，该芯片的温度场分布检测程序被处理器执行时实现如上述实施例中的芯片的温度场分布检测方法。

根据本申请实施例提出的计算机可读存储介质，能够基于芯片的工作特点来动态定位封装后芯片的温度场分布，相比于微光显微镜的对单个芯片进行破坏封装的方法进行温度场分布情况的定位来说，通过内置的测温电路和功耗模拟电路作为温度场分布检测的硬件实现，能够动态检测封装完好的芯片的温度特性，实现芯片整体温度场分布的检测，利于通过检测得到的温度场分布进行温度场分析，同时还降低了检测成本和检测难度，提高了可移植性，能够通过对芯片进行大批量测试的方式来对封装后的芯片温度特性进行统计分析，实现了检测芯片量产一致性的功能；并且，还能够根据芯片的需求对功耗模拟单元进行更加灵活地布局和控制，实现对芯片关键位置的温度区间进行定制化配置，通过合理布局功耗模拟单元能够反映出最真实的芯片实际工作散热情况得到更加有针对性和精细化的检测结果；另外，相对于在芯片设计环节进行芯片组成部分的统筹并在封装环节基于封装材料特性建立仿真模型的分开验证方式来说，本实施例将芯片设计和芯片封装的散热问题进行同时验证，能够从整体角度描述特定封装细节对实时温度场分布的影响，综合考虑芯片设计、工艺和封装的影响，可以更加精确地检测芯片内部温度场的情况。

另外，如图7所示，本申请实施例还提出了一种芯片10，包括存储器11、处理器12及存储在存储器11上并可在处理器12上运行的芯片的温度场分布检测程序，处理器12执行芯片的温度场分布检测程序时，实现如上述实施例中的芯片的温度场分布检测方法。

根据本申请实施例提出的芯片，能够基于芯片的工作特点来动态定位封装后芯片的温度场分布，相比于微光显微镜的对单个芯片进行破坏封装的方法进行温度场分布情况的定位来说，通过内置的测温电路和功耗模拟电路作为温度场分布检测的硬件实现，能够动态检测封装完好的芯片的温度特性，实现芯片整体温度场分布的检测，利于通过检测得到的温度场分布进行温度场分析，同时还降低了检测成本和检测难度，提高了可移植性，能够通过对芯片进行大批量测试的方式来对封装后的芯片温度特性进行统计分析，实现了检测芯片量产一致性的功能；并且，还能够根据芯片的需求对功耗模拟单元进行更加灵活地布局和控制，实现对芯片关键位置的温度区间进行定制化配置，通过合理布局功耗模拟单元能够反映出最真实的芯片实际工作散热情况得到更加有针对性和精细化的检测结果；另外，相对于在芯片设计环节进行芯片组成部分的统筹并在封装环节基于封装材料特性建立仿真模型的分开验证方式来说，本实施例将芯片设计和芯片封装的散热问题进行同时验证，能够从整体角度描述特定封装细节对实时温度场分布的影响，综合考虑芯片设计、工艺和封装的影响，可以更加精确地检测芯片内部温度场的情况。

另外，如图8所示，本申请实施例还提出了一种芯片的温度场分布检测装置20，包括：测温单元21、功耗模拟单元22、温度目标值获取模块23、功耗模拟控制模块24、曲线生成模块25和温度情况生成模块26。

测温单元21设置于芯片上，功耗模拟单元22分别设置于芯片多个关键节点处。温度目标值获取模块23用于获取多个关键节点各自的工作温度目标值。功耗模拟控制模块24用于控制所有的功耗模拟单元22依次按对应的关键节点的工作温度目标值进行功耗模拟，以使测温单元21感测功耗模拟单元22传导过来的温度。曲线生成模块25用于依据测温单元21感测到的温度数据以及每个功耗模拟单元22与测温单元21之间的位置关系，生成各功耗模拟单元22的位置-温度关系曲线。温度情况生成模块26用于依据位置-温度关系曲线生成芯片待测区域的温度场分布情况。

根据本申请实施例提出的芯片的温度场分布检测方法，能够基于芯片的工作特点来动态定位封装后芯片的温度场分布，相比于微光显微镜的对单个芯片进行破坏封装的方法进行温度场分布情况的定位来说，通过内置的测温电路和功耗模拟电路作为温度场分布检测的硬件实现，能够动态检测封装完好的芯片的温度特性，实现芯片整体温度场分布的检测，利于通过检测得到的温度场分布进行温度场分析，同时还降低了检测成本和检测难度，提高了可移植性，能够通过对芯片进行大批量测试的方式来对封装后的芯片温度特性进行统计分析，实现了检测芯片量产一致性的功能；并且，还能够根据芯片的需求对功耗模拟单元22进行更加灵活地布局和控制，实现对芯片关键位置的温度区间进行定制化配置，通过合理布局功耗模拟单元22能够反映出最真实的芯片实际工作散热情况得到更加有针对性和精细化的检测结果；另外，相对于在芯片设计环节进行芯片组成部分的统筹并在封装环节基于封装材料特性建立仿真模型的分开验证方式来说，本实施例将芯片设计和芯片封装的散热问题进行同时验证，能够从整体角度描述特定封装细节对实时温度场分布的影响，综合考虑芯片设计、工艺和封装的影响，可以更加精确地检测芯片内部温度场的情况。

在一些实施例中，功耗模拟控制模块24通过以下步骤控制所有的功耗模拟单元22依次按对应的关键节点的工作温度目标值进行功耗模拟，以使测温单元感测功耗模拟单元22传导过来的温度：从所有的工作温度目标值中选取一个未进行过功耗模拟的工作温度目标值作为当前温度目标值，轮动式地控制各功耗模拟单元22按当前温度目标值进行功耗模拟，以使测温单元对当前进行功耗模拟的功耗模拟单元22传导过来的温度进行感测，得到对应于当前温度目标值的多个温度感测值，依次类推，直至针对所有的工作温度目标值均完成功耗模拟。

在一些实施例中，功耗模拟控制模块24通过以下步骤轮动式地控制各功耗模拟单元22按当前温度目标值进行功耗模拟，以使测温单元对当前进行功耗模拟的功耗模拟单元22传导过来的温度进行感测：从所有的功耗模拟单元22中选取一个未按当前温度目标值进行过功耗模拟的功耗模拟单元22作为当前模拟单元，并控制当前模拟单元按当前温度目标值进行功耗模拟，以及在测温单元感测到当前模拟单元传导过来的温度稳定后，将稳定后的温度数值作为温度感测值，依次类推，直至所有的功耗模拟单元22均完成功耗模拟。

在一些实施例中，可以通过将感测到的温度转换成容易处理的电压或电流信号的方式来实现温度信息的数据接收采集，例如可以利用对温度敏感的三极管、二极管的VBE、△VBE或MOS器件的VGS、△VGS电压特性，配合运放等电路结构对信号整形放大以实现温度信息的电压输出。

请参阅图9，测温单元21(即前文中的Ts)包括七个MOS管和两个电阻，七个MOS管分别为M0-M7，两个电阻分别为R0和R9。其中，M0、M1和M2的源极均与输入电压VIN连接，M0、M1和M2的栅极相连，M0的栅极还与M0的漏极相连。M0的漏极与M3的漏极相连，M1的漏极与M4的漏极相连，M3的栅极还与M4的栅极相连，M4的栅极还与M4的漏极相连。M3的源极与M5的漏极相连，M4的源极与M6的漏极相连，M5的栅极还与M6的栅极相连，M6的漏极还与M6的源极相连。M5的源极与R0的一端连接，R0的另一端与地连接，M6的源极与地连接。M2的漏极与R9的一端连接，R9的另一端与地连接，M2的漏极与R9之间设置有电压输出端VT。

利用测温单元中相同电流值(M0和M1电流镜像保证)通过不同尺寸的器件M5和M6产生栅源电压差异，该栅源电压差△VGS具有良好的正温度电压特性，即电阻R0两端的电压△VGS随温度增加而增大。忽略电阻自身温度特性，则流过的电流随温度正相关。经M0和M2器件的电流镜像，该电流通过R9得到VT输出电压值也呈现良好的正温度特性，通过测量该电压值可以实现温度检测功能。

在一些实施例中，所有的功耗模拟单元22依次连接形成功耗模拟模块，其中，功耗模拟控制模块24通过对输入至功耗模拟模块的单元选择信号进行调节来控制功耗模拟模块的调温部分的通断，以便于从各功耗模拟单元22中选取出当前模拟单元，并且功耗模拟控制模块24通过对输入至功耗模拟模块的外接电流进行调节来使当前模拟单元的调温部分进行升温。

由于芯片温度传导相对于时钟工作频率来说很慢，因此通过串行触发时序来控制各个功耗模拟模块进行开关，配合外接电流的动态调整，可以灵活模拟芯片分布于不同区域模块的功耗特性。具体的，请参阅图10，功耗模拟模块设有八个功耗模拟单元22，虚线框中功耗模拟单元22为功耗模拟单元U₀，功耗模拟单元U₀包括作为选择信号元件的一个触发器C1、作为功耗元件的一个电阻R1以及一个开关MOS管。触发器C1的选择信号输入端D直接与外界的单元选择信号输出端P2连接，其余的触发器的选择信号输入端D均与前一个触发器的选择信号输出端Q连接，实现所有功耗模拟单元22的依次连接。

P1为外界的外接电流输出端，P2为外界的单元选择信号输出端，P3为外界的时钟脉冲信号输出端，P4为复位信号输出端。可以理解的是，“外界”指的是相对于功耗模拟模块来说是外来的。

每个触发器的选择信号输出端Q均与所在功耗模拟单元22的开关MOS管的栅极连接，开关MOS管的源极与地连接，漏极与所在功耗模拟单元22的电阻的一端连接，电阻的另一端与P1连接。每个触发器的时钟信号输入端CLK均与P3连接，每个触发器的复位信号输入端RST均与均与P4连接。

各功耗模拟单元的工作原理请参阅图11，由于芯片功能的复杂性，各功耗模拟单元的工作时序复杂多变，可能会难以在工作环节精确捕捉各功耗模拟单元的功耗及散热时序关系，因此采用以下方式进行功耗模拟：P1的外接电流通过P3的时钟脉冲信号P2的单元选择信号对相应的功耗选择单元进行选择配置，在H1时间，P2和P3根据不同的模块工作要求来配置开关，P1在H2时间提供稳定的电流输出，通过调整H2时间在芯片工作中的比例关系，实现功耗模拟单元的功耗建模，对芯片不同区域的功耗进行精细调整，配合测温单元来提高建模精度。

具体的，SET为一个功耗模拟单元进行功耗模拟的时间周期，H1为单元选择周期，H2为功耗模拟周期(加热周期)。在SET1阶段开始时，P2输出高电平给第一个功耗模拟单元U₀的触发器C1，然后随着P3输出时钟脉冲信号，P2的高电平在各触发器之间进行传递，因为有八个功耗模拟单元，因此H1的时长被设置为八个时钟脉冲周期，当H1周期结束的时刻，P2的高电平传导至第八个功耗模拟单元，因此在H1周期结束的时刻，只有第八个功耗模拟单元的CLK端和D端是同时均为高电平的，因此第八个功耗模拟单元为被选中的单元，第八个功耗模拟单元的开关MOS导通。H2的时长远大于H1的时长，当H2的周期开始后，P1的外接电流经过R8使R8发热，而R1-R7则各自均无法形成回路而不会发热。因此，图11中，SET1阶段是单独使第八个功耗模拟单元进行功耗模拟，同理，在SET2阶段则是单独使第七个功耗模拟单元进行功耗模拟。其他的功耗模拟单元的功耗模拟控制方式依此类推。

本实施例通过电阻和MOS管的开关实现功耗模拟模块的功耗建模，通过外接电流进入电阻发热的方式，模拟芯片关键模块的功耗信息，配合功耗配置时序实现了芯片的分时功耗模拟系统，有效实现了芯片功耗建模和驱动配置。

在一些实施例中，温度情况生成模块26通过以下步骤生成芯片待测区域的温度场分布情况：首先基于线性叠加原则通过位置-温度关系曲线得到芯片的温度场一维分布曲线图，然后依据温度场一维分布曲线图对位置-温度信息在二维空间上进行拓展，生成待测区域的温度场分布情况。

在一些实施例中，芯片的温度场分布检测装置还包括：封装对比模块27。封装对比模块27用于分别生成芯片封装前的第一温度场分布情况和芯片封装后的第二温度场分布情况，以便于依据第一温度场分布情况和第二温度场分布情况得到封装结构对芯片温度场分布产生的影响。

在一些实施例中，芯片的温度场分布检测装置还包括：温度校准模块28。温度校准模块28用于实施温度检测校准步骤，温度检测校准步骤包括：首先通过分别控制芯片的至少一个关键节点对应的工作模块，以使至少一个关键节点按校准温度目标值进行升温，进而得到测温单元感测到的第一感测值；然后分别控制至少一个关键节点处的功耗模拟单元22按校准温度目标值进行升温，从而得到测温单元感测到的第二感测值；最后依据第一感测值和第二感测值之间的差值，对至少一个关键节点处的功耗模拟单元22进行功耗模拟参数的调节。

在一些实施例中，至少一个关键节点的选取方式包括以下步骤：首先从多个关键节点中识别出独立关键节点和节点组，其中，独立关键节点与多个关键节点中的其他关键节点之间的功能特性关联度均低于第一预设值，节点组包含有多个互相之间的功能特性关联度均高于第二预设值的共生关键节点；然后通过每个独立关键节点和每个节点组中的其中一个共生关键节点形成至少一个关键节点。

在一些实施例中，温度校准模块28通过以下步骤对至少一个关键节点处的功耗模拟单元22进行功耗模拟参数的调节：对于每个待校准的功耗模拟单元22，依据该功耗模拟单元22的差值对输入至该功耗模拟单元22的外接电流进行调节，以使第二感测值与第一感测值相当。

需要说明的是，在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本申请的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置、电子设备以及计算机可读存储介质实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并非用于限定本申请的保护范围。凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本申请的保护范围内。

Claims (20)

1.一种芯片的温度场分布检测方法，其特征在于，所述芯片设置有测温单元，所述芯片的多个关键节点处设置有功耗模拟单元，所述温度场分布检测方法包括：

获取所述多个关键节点各自的工作温度目标值；

控制所有的所述功耗模拟单元依次按对应的关键节点的工作温度目标值进行功耗模拟，以使所述测温单元感测所述功耗模拟单元传导过来的温度；

依据感测到的温度数据以及每个所述功耗模拟单元与所述测温单元之间的位置关系，生成各所述功耗模拟单元的位置-温度关系曲线；

依据所述位置-温度关系曲线生成芯片待测区域的温度场分布情况。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，控制所有的所述功耗模拟单元依次按对应的关键节点的工作温度目标值进行功耗模拟，以使所述测温单元感测所述功耗模拟单元传导过来的温度，包括：

从所有的工作温度目标值中选取一个未进行功耗模拟的工作温度目标值作为当前温度目标值，轮动式地控制各所述功耗模拟单元按所述当前温度目标值进行功耗模拟，以使所述测温单元对当前进行功耗模拟的功耗模拟单元传导过来的温度进行感测，得到对应于所述当前温度目标值的多个温度感测值，依次类推，直至针对所有的工作温度目标值均完成功耗模拟。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，轮动式地控制各所述功耗模拟单元按所述当前温度目标值进行功耗模拟，以使所述测温单元对当前进行功耗模拟的功耗模拟单元传导过来的温度进行感测，包括：

从所有的功耗模拟单元中选取一个未按所述当前温度目标值进行过功耗模拟的功耗模拟单元作为当前模拟单元，并控制所述当前模拟单元按当前温度目标值进行功耗模拟，以及在所述测温单元感测到所述当前模拟单元传导过来的温度稳定后，将稳定后的温度数值作为所述温度感测值，依次类推，直至所有的功耗模拟单元均完成功耗模拟。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所有的所述功耗模拟单元依次连接形成功耗模拟模块，其中，通过对输入至所述功耗模拟模块的单元选择信号进行调节来控制所述功耗模拟模块的调温部分的通断，以便于从各所述功耗模拟单元中选取出所述当前模拟单元，并且通过对输入至所述功耗模拟模块的外接电流进行调节来使所述当前模拟单元的调温部分进行升温。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，依据所述位置-温度关系曲线生成芯片待测区域的温度场分布情况，包括：

基于线性叠加原则通过所述位置-温度关系曲线得到芯片的温度场一维分布曲线图；

依据所述温度场一维分布曲线图对位置-温度信息在二维空间上进行拓展，生成所述待测区域的温度场分布情况。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

分别生成芯片封装前的第一温度场分布情况和芯片封装后的第二温度场分布情况，以便于依据所述第一温度场分布情况和所述第二温度场分布情况得到封装结构对芯片温度场分布产生的影响。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

通过分别控制所述芯片的至少一个关键节点对应的工作模块，以使所述至少一个关键节点按校准温度目标值进行升温，进而得到所述测温单元感测到的第一感测值；

分别控制所述至少一个关键节点处的功耗模拟单元按校准温度目标值进行升温，从而得到所述测温单元感测到的第二感测值；

依据所述第一感测值和所述第二感测值之间的差值，对所述至少一个关键节点处的功耗模拟单元进行功耗模拟参数的调节。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述至少一个关键节点的选取方式包括：

从所述多个关键节点中识别出独立关键节点和节点组，其中，所述独立关键节点与所述多个关键节点中的其他关键节点之间的功能特性关联度均低于第一预设值，所述节点组包含有多个互相之间的功能特性关联度均高于第二预设值的共生关键节点；

通过每个所述独立关键节点和每个所述节点组中的其中一个共生关键节点形成所述至少一个关键节点。

9.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于，依据所述第一感测值和所述第二感测值之间的差值，对所述至少一个关键节点处的功耗模拟单元进行功耗模拟参数的调节，包括：

对于每个待校准的功耗模拟单元，依据该功耗模拟单元的差值对输入至该功耗模拟单元的外接电流进行调节，以使所述第二感测值与所述第一感测值相当。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有芯片的温度场分布检测程序，该芯片的温度场分布检测程序被处理器执行时实现如权利要求1-9中任一项所述的芯片的温度场分布检测方法。

11.一种芯片，其特征在于，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的芯片的温度场分布检测程序，所述处理器执行所述芯片的温度场分布检测程序时，实现如权利要求1-9中任一项所述的芯片的温度场分布检测方法。

12.一种芯片的温度场分布检测装置，其特征在于，包括：

测温单元，所述测温单元设置于芯片上；

功耗模拟单元，所述功耗模拟单元分别设置于芯片多个关键节点处；

温度目标值获取模块，用于获取所述多个关键节点各自的工作温度目标值；

功耗模拟控制模块，用于控制所有的所述功耗模拟单元依次按对应的关键节点的工作温度目标值进行功耗模拟，以使所述测温单元感测所述功耗模拟单元传导过来的温度；

曲线生成模块，用于依据感测到的温度数据以及每个所述功耗模拟单元与所述测温单元之间的位置关系，生成各所述功耗模拟单元的位置-温度关系曲线；

温度情况生成模块，用于依据所述位置-温度关系曲线生成芯片待测区域的温度场分布情况。

13.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述功耗模拟控制模块通过以下步骤控制所有的功耗模拟单元依次按对应的关键节点的工作温度目标值进行功耗模拟，以使所述测温单元感测功耗模拟单元传导过来的温度：

从所有的工作温度目标值中选取一个未进行功耗模拟的工作温度目标值作为当前温度目标值，轮动式地控制各所述功耗模拟单元按所述当前温度目标值进行功耗模拟，以使所述测温单元对当前进行功耗模拟的功耗模拟单元传导过来的温度进行感测，得到对应于所述当前温度目标值的多个温度感测值，依次类推，直至针对所有的工作温度目标值均完成功耗模拟。

14.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，所述功耗模拟控制模块通过以下步骤轮动式地控制各所述功耗模拟单元按所述当前温度目标值进行功耗模拟，以使所述测温单元对当前进行功耗模拟的功耗模拟单元传导过来的温度进行感测：

从所有的功耗模拟单元中选取一个未按所述当前温度目标值进行过功耗模拟的功耗模拟单元作为当前模拟单元，并控制所述当前模拟单元按当前温度目标值进行功耗模拟，以及在所述测温单元感测到所述当前模拟单元传导过来的温度稳定后，将稳定后的温度数值作为所述温度感测值，依次类推，直至所有的功耗模拟单元均完成功耗模拟。

15.根据权利要求14所述的装置，其特征在于，所有的所述功耗模拟单元依次连接形成功耗模拟模块，其中，所述功耗模拟控制模块通过对输入至所述功耗模拟模块的单元选择信号进行调节来控制所述功耗模拟模块的调温部分的通断，以便于从各所述功耗模拟单元中选取出所述当前模拟单元，并且所述功耗模拟控制模块通过对输入至所述功耗模拟模块的外接电流进行调节来使所述当前模拟单元的调温部分进行升温。

16.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述温度情况生成模块通过以下步骤生成芯片待测区域的温度场分布情况：

基于线性叠加原则通过所述位置-温度关系曲线得到芯片的温度场一维分布曲线图；

依据所述温度场一维分布曲线图对位置-温度信息在二维空间上进行拓展，生成所述待测区域的温度场分布情况。

17.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

封装对比模块，用于分别生成芯片封装前的第一温度场分布情况和芯片封装后的第二温度场分布情况，以便于依据所述第一温度场分布情况和所述第二温度场分布情况得到封装结构对芯片温度场分布产生的影响。

18.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

温度校准模块，用于实施温度检测校准步骤；

所述温度检测校准步骤包括：

通过分别控制所述芯片的至少一个关键节点对应的工作模块，以使所述至少一个关键节点按校准温度目标值进行升温，进而得到所述测温单元感测到的第一感测值；

分别控制所述至少一个关键节点处的功耗模拟单元按校准温度目标值进行升温，从而得到所述测温单元感测到的第二感测值；

依据所述第一感测值和所述第二感测值之间的差值，对所述至少一个关键节点处的功耗模拟单元进行功耗模拟参数的调节。

19.根据权利要求18所述的装置，其特征在于，所述至少一个关键节点的选取方式包括：

从所述多个关键节点中识别出独立关键节点和节点组，其中，所述独立关键节点与所述多个关键节点中的其他关键节点之间的功能特性关联度均低于第一预设值，所述节点组包含有多个互相之间的功能特性关联度均高于第二预设值的共生关键节点；

通过每个所述独立关键节点和每个所述节点组中的其中一个共生关键节点形成所述至少一个关键节点。

20.根据权利要求18或19所述的装置，其特征在于，所述温度校准模块通过以下步骤对所述至少一个关键节点处的功耗模拟单元进行功耗模拟参数的调节：

对于每个待校准的功耗模拟单元，依据该功耗模拟单元的差值对输入至该功耗模拟单元的外接电流进行调节，以使所述第二感测值与所述第一感测值相当。

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