CN115629297B - Mcu芯片热阻值准确度的检测方法、装置、设备及介质 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了MCU芯片热阻值准确度的检测方法、装置、设备及介质，应用于芯片测试技术领域。所述方法包括：获取MCU芯片的结温测量值、壳温、热阻值和电路数据；根据所述电路数据计算所述MCU芯片的功耗；利用所述壳温、所述热阻值和所述功耗计算所述MCU芯片的结温理论值：比较所述结温测量值和所述结温理论值，判断所述热阻值是否准确。通过上述方法，无需利用高低温设备，在常温环境下即可实现对MCU芯片热阻值的准确度进行检测，为MCU芯片的生产使用提供指导参考。
Description
技术领域
本申请涉及芯片测试技术领域，尤其涉及MCU芯片热阻值准确度的检测方法、装置、设备及介质。
背景技术
随着MCU芯片规模与面积的不断增加，其散热情况已成为影响芯片性能比较大的因素。有相关研究表明，随着MCU芯片内部温度的逐渐升高，芯片的性能会逐渐下降，连线延迟逐渐增加，而集成电路失效率会有十分明显地增加。而MCU芯片内部PN结到MCU芯片外壳的热阻值是影响MCU芯片散热情况的主要因素。因此，检测MCU芯片热阻值的准确度对MCU芯片的生产应用有着重大意义。
发明内容
有鉴于此，本申请实施例提供了MCU芯片热阻值准确度的检测方法、装置、设备及介质，旨在实现对MCU芯片热阻值准确度的检测。
第一方面，本申请实施例提供了一种MCU芯片热阻值准确度的检测方法，所述方法包括：
获取MCU芯片的结温测量值、壳温、热阻值和电路数据；
根据所述电路数据计算所述MCU芯片的功耗；
利用所述壳温、所述热阻值和所述功耗计算所述MCU芯片的结温理论值；
比较所述结温测量值和所述结温理论值，判断所述热阻值是否准确。
可选的，所述电路数据包括短路电流、工作电压和工作频率。
可选的，所述获取MCU芯片的结温测量值、壳温、热阻值和电路数据之前，还包括：
修改所述电路数据。
可选的，所述修改所述电路数据，包括：
保持I/O接口输出占空比不变，修改所述工作频率。
可选的，所述修改所述电路数据，包括：
控制I/O接口输出驱动能力，修改所述短路电流。
可选的，所述修改所述电路数据，包括：
控制I/O接口输出数量，修改所述短路电流。
可选的，所述修改所述电路数据，包括：
修改所述MCU芯片的工作电压。
第二方面，本申请实施例提供了一种MCU芯片热阻值准确度的检测装置，所述装置包括：
获取模块，用于获取MCU芯片的结温测量值、壳温、热阻值和电路数据；
第一计算模块，用于根据所述电路数据计算所述MCU芯片的功耗；
第二计算模块，用于利用所述壳温、所述热阻值和所述功耗计算所述MCU芯片的结温理论值；
判断模块，用于比较所述结温测量值和所述结温理论值，判断所述热阻值是否准确。
可选的，所述电路数据包括短路电流、工作电压和工作频率。
可选的，所述装置还包括：
修改模块，用于修改所述电路数据。
可选的，所述修改模块，具体用于保持I/O接口输出占空比不变，修改所述工作频率。
可选的，所述修改模块，具体用于控制I/O接口输出驱动能力，修改所述短路电流。
可选的，所述修改模块，具体用于控制I/O接口输出数量，修改所述短路电流。
可选的，所述修改模块，具体用于修改所述MCU芯片的工作电压。
第三方面，本申请实施例提供了一种设备，所述设备包括存储器和处理器，所述存储器用于存储指令或代码，所述处理器用于执行所述指令或代码，以使所述设备执行前述第一方面中任一项所述的MCU芯片热阻值准确度的检测方法。
第四方面，本申请实施例提供了一种计算机介质，所述计算机介质中存储有代码，当所述代码被运行时，运行所述代码的设备实现前述第一方面中任一项所述的MCU芯片热阻值准确度的检测方法。
本申请实施例提供了一种MCU芯片热阻值准确度的检测方法、装置、设备及介质。在执行所述方法时，获取MCU芯片的结温测量值、壳温、热阻值和电路数据后，根据所述电路数据计算所述MCU芯片的功耗，然后，利用所述壳温、所述热阻值和所述功耗计算所述MCU芯片的结温理论值，最后，比较所述结温测量值和所述结温理论值，以判断所述热阻值是否准确。这样，通过热阻值计算出MCU芯片的结温理论值，再测量MCU芯片的结温测量值，进而可以比较出结温理论值与结温测量值的误差，实现了对MCU芯片热阻值准确度的检测。无需利用高低温设备，在常温环境下即可实现对MCU芯片热阻值的准确度进行检测，为MCU芯片的生产使用提供指导参考。
附图说明
为更清楚地说明本实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的一种MCU芯片热阻值准确度的检测方法的流程图；
图2为本申请实施例提供的一种MCU芯片热阻值准确度的检测装置的结构示意图。
具体实施方式
MCU（Microcontroller Unit）是指微控制单元，又称单片微型计算机或者单片机，是把中央处理器的频率与规格做适当缩减，并将内存、计数器、USB、A/D转换、UART、PLC、DMA等周边接口。甚至LCD驱动电路都整合在单一芯片上，形成芯片级的计算机，为不同的应用场合做不同组合控制。MCU芯片即为单片机芯片。
目前，对于MCU芯片热阻值准确度的检测通常需要搭建特定的测试场景，利用大型高低温设备，在MCU芯片外壳粘贴热电偶，放入高低温设备的检测箱中进行检测，在检测过程中需要技术人员进行操作。这种检测方法不仅操作繁琐，而且对人力物力都有很大的消耗。
对这一技术问题，本申请提供了一种MCU芯片热阻值准确度的检测方法。获取MCU芯片的结温测量值、壳温、热阻值和电路数据后，根据所述电路数据计算所述MCU芯片的功耗，然后，利用所述壳温、所述热阻值和所述功耗计算所述MCU芯片的结温理论值，最后，比较所述结温测量值和所述结温理论值，以判断所述热阻值是否准确。无需利用高低温设备，在常温环境下即可实现对MCU芯片热阻值的准确度进行检测。
显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
参见图1，图1为本申请实施例提供的一种MCU芯片热阻值准确度的检测方法的流程图，包括：
S101：获取MCU芯片的结温测量值、壳温、热阻值和电路数据。
结温测量值是MCU芯片稳定工作时，MCU芯片内部的最高温度，是实际测量值。作为一种示例，结温测量值可以通过MCU芯片内部的模拟数字转换器（Analog-to-digitalconverter）测量得到。壳温是指MCU芯片封装外壳的温度。作为一种示例，可以通过红外温度测量仪测量得到。结温测量值通常高于壳温。热阻值为MCU芯片内部PN结至MCU芯片封装外壳的热阻，能够衡量MCU芯片的散热性能。电路数据为MCU芯片的相关运行参数，可以包括负载电容、导通时间、工作电路所占比例、短路电流、工作电压和工作频率等。
作为一种优选的方法，待MCU芯片工作运行预设时间后，进行步骤S101，其目的是使MCU芯片稳定工作，保证内部温度以及电路数据的数值波动相对平稳，提高检测的准确性。
S102：根据所述电路数据计算所述MCU芯片的功耗。
根据MCU芯片的电路数据，能够计算出MCU芯片的功耗。MCU芯片的功耗可分为动态功耗和静态功耗，其中，静态功耗为常数值，动态功耗为电路在工作时所消耗的能量。
具体的，MCU芯片的功耗的计算公式为：
其中，PD为MCU芯片的功耗，Pdyn为MCU芯片的动态功耗，Ps为MCU芯片的静态功耗。
MCU芯片的动态功耗的计算公式为：
其中，ttran为PMOS和NMOS同时导通时间，Vdd为工作电压，Ipeak为短路电流，CL为总负载电容，Ptran为工作电路所占比例，F为工作频率。
PMOS(Positive Channel Metal Oxide Semiconductor)是指n型衬底、p沟道，靠空穴的流动运送电流的MOS管；NMOS(N-Metal-Oxide-Semiconductor)为N型金属氧化物半导体。
S103：利用所述壳温、所述热阻值和所述功耗计算所述MCU芯片的结温理论值。
待计算得到MCU芯片的功耗后，利用MCU芯片的壳温、热阻值和功耗计算MCU芯片的结温理论值。
MCU芯片的结温理论值的计算公式为：
其中，Tj为MCU芯片的结温理论值，Tc为壳温，RθJC为热阻值，PD为MCU芯片的功耗。
S104：比较所述结温测量值和所述结温理论值，判断所述热阻值是否准确。
结温理论值是利用热阻值计算得到的，结温测量值是通过直接测量得到的，通过比较结温测量值和结温理论值即可判断出热阻值是否准确。作为一种示例，可以比较结温测量值和结温理论值之间的差值是否在预设范围内，若差值超过预设范围，表明热阻值不准确，需要进行调校；若差值在预设范围内，表明热阻值准确。需要说明的是，由于MCU芯片的壳温受环境温度影响，因此，设置预设范围时应考虑环境温度引起的误差。
本申请实施例提供了MCU芯片热阻值准确度的检测方法、装置、设备及介质。在执行所述方法时，获取MCU芯片的结温测量值、壳温、热阻值和电路数据后，根据所述电路数据计算所述MCU芯片的功耗，然后，利用所述壳温、所述热阻值和所述功耗计算所述MCU芯片的结温理论值，最后，比较所述结温测量值和所述结温理论值，以判断所述热阻值是否准确。这样，通过热阻值计算出MCU芯片的结温理论值，再测量MCU芯片的结温测量值，进而可以比较出结温理论值与结温测量值的误差，实现了对MCU芯片热阻值准确度的检测。无需利用高低温设备，在常温环境下即可实现对MCU芯片热阻值的准确度进行检测，为MCU芯片的生产使用提供指导参考。
为了提高检测的准确性，本申请还提供的另一种可行的实现方式，所述获取MCU芯片的结温测量值、壳温、热阻值和电路数据之前，还包括：
修改所述电路数据。
通过修改MCU芯片运行的电路数据，改变MCU芯片的功耗，进而使MCU芯片的内部温度和外壳温度发生变化，即改变MCU芯片的结温测量值和结温理论值，再判断热阻值是否准确，实现在不同工作状态下，对MCU芯片热阻值准确度进行检测，提高检测的准确性，避免单次测量或其他因素导致的检测误差。
本申请提供了以下几种修改电路数据的实施例，需要说明的是，本申请所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。
根据上文提供的MCU芯片的动态功耗的计算公式可以得知，通过改变短路电流、工作电压和工作频率可以改变MCU芯片的动态功耗，进而改变MCU芯片的功耗。
在本申请提供的一种可行的实现方式中，所述修改所述电路数据，包括：
保持I/O接口输出占空比不变，修改所述工作频率。
保持I/O接口输出占空比不变，即保持脉冲的波形不变，仅修改工作频率。当其他电路数据不变时，MCU芯片的动态功耗与工作频率呈线性关系。
在本申请提供的一种可行的实现方式中，所述修改所述电路数据，包括：
控制I/O接口输出驱动能力，修改所述短路电流。
通过控制I/O接口输出驱动能力，能够实现不同输出电流的调节，即修改短路电流。
在本申请提供的一种可行的实现方式中，所述修改所述电路数据，包括：
控制I/O接口输出数量，修改所述短路电流。
在MCU芯片内可以包括多个I/O接口，通过控制I/O接口输出的数量，及I/O接口工作的多少，能够实现对短路电流的修改。
在本申请提供的一种可行的实现方式中，所述修改所述电路数据，包括：
修改所述MCU芯片的工作电压。
需要说明的是，修改工作电压应当在MCU芯片工作电压的范围内修改。
通过修改电路数据，能够改变MCU芯片的工作状态，不同的工作状态下，MCU芯片的内部温度和外壳温度发生变化，即改变MCU芯片的结温测量值和结温理论值。通过在MCU芯片不同工作状态下对热阻值的准确度进行检测，能够提高检测结果的准确性。
以上为本申请实施例提供的MCU芯片热阻值准确度的检测方法的一些具体实现方式，基于此，本申请还提供了对应的装置。下面将从功能模块化的角度对本申请实施例提供的装置进行介绍。
参见图2，图2为本申请实施例提供的一种MCU芯片热阻值准确度的检测装置200的结构示意图，该装置200包括获取模块201、第一计算模块202、第二计算模块203和判断模块204。
获取模块201，用于获取MCU芯片的结温测量值、壳温、热阻值和电路数据；
第一计算模块202，用于根据所述电路数据计算所述MCU芯片的功耗；
第二计算模块203，用于利用所述壳温、所述热阻值和所述功耗计算所述MCU芯片的结温理论值；
判断模块204，用于比较所述结温测量值和所述结温理论值，判断所述热阻值是否准确。
在本申请提供的一种可行的实现方式中，所述电路数据包括短路电流、工作电压和工作频率。
在本申请提供的一种可行的实现方式中，所述装置还包括：
修改模块，用于修改所述电路数据。
在本申请提供的一种可行的实现方式中，所述修改模块，具体用于保持I/O接口输出占空比不变，修改所述工作频率。
在本申请提供的一种可行的实现方式中，所述修改模块，具体用于控制I/O接口输出驱动能力，修改所述短路电流。
在本申请提供的一种可行的实现方式中，所述修改模块，具体用于控制I/O接口输出数量，修改所述短路电流。
在本申请提供的一种可行的实现方式中，所述修改模块，具体用于修改所述MCU芯片的工作电压。
本申请实施例提供的MCU芯片热阻值准确度的检测装置与上述实施例提供的MCU芯片热阻值准确度的检测方法具有相同的有益效果，因此不再赘述。
本申请实施例还提供了对应的设备以及计算机存储介质，用于实现本申请实施例提供的方案。
其中，所述设备包括存储器和处理器，所述存储器用于存储指令或代码，所述处理器用于执行所述指令或代码，以使所述设备执行本申请任一实施例所述的MCU芯片热阻值准确度的检测方法。
所述计算机介质中存储有代码，当所述代码被运行时，运行所述代码的设备实现本申请任一实施例所述的MCU芯片热阻值准确度的检测方法。
本申请实施例中提到的 “第一”、“第二”（若存在）等名称中的“第一”、“第二”只是用来做名字标识，并不代表顺序上的第一、第二。
通过以上的实施方式的描述可知，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法中的全部或部分步骤可借助软件加通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本申请的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如只读存储器（英文：read-only memory，ROM）/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者诸如路由器等网络通信设备）执行本申请各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，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，对于装置实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
以上所述仅是本申请示例性的实施方式，并非用于限定本申请的保护范围。
Claims (10)
1.MCU芯片热阻值准确度的检测方法，其特征在于，所述方法包括：
获取MCU芯片的结温测量值、壳温、热阻值和电路数据；
根据所述电路数据计算所述MCU芯片的功耗；
利用所述壳温、所述热阻值和所述功耗计算所述MCU芯片的结温理论值；
比较所述结温测量值和所述结温理论值，判断所述热阻值是否准确。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电路数据包括短路电流、工作电压和工作频率。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述获取MCU芯片的结温测量值、壳温、热阻值和电路数据之前，还包括：
修改所述电路数据。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述修改所述电路数据，包括：
保持I/O接口输出占空比不变，修改所述工作频率。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述修改所述电路数据，包括：
控制I/O接口输出驱动能力，修改所述短路电流。
6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述修改所述电路数据，包括：
控制I/O接口输出数量，修改所述短路电流。
7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述修改所述电路数据，包括：
修改所述MCU芯片的工作电压。
8.MCU芯片热阻值准确度的检测装置，其特征在于，所述装置包括：
获取模块，用于获取MCU芯片的结温测量值、壳温、热阻值和电路数据；
第一计算模块，用于根据所述电路数据计算所述MCU芯片的功耗；
第二计算模块，用于利用所述壳温、所述热阻值和所述功耗计算所述MCU芯片的结温理论值；
判断模块，用于比较所述结温测量值和所述结温理论值，判断所述热阻值是否准确。
9.一种计算机设备，其特征在于，包括：存储器，处理器，及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现如权利要求1-7任一项所述的MCU芯片热阻值准确度的检测方法。
10.一种计算机介质，其特征在于，所述计算机介质中存储有指令，当所述指令在终端设备上运行时，使得所述终端设备执行如权利要求1-7任一项所述的MCU芯片热阻值准确度的检测方法。
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