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鲁大师功耗计算,cpu功耗和效率

时间:2023-05-04 18:48:09 阅读:61704 作者:607

产品功耗测试一般分为芯片各分支路功耗测试和整机功耗测试。

芯片各分支电路的功耗测试,一方面是为了确认我们的设计是否满足芯片要求的规格,另一方面也是为了为降低功耗的设计、散热设计提供可靠的数据;

整机功耗测试是为产品规格书输出具体数据,相对于电池供电的产品,整机功耗低,产品使用时间长,也可以提高我们的市场竞争力。

我们也以这两点为中心展开测试。

名词注释

按等级划分芯片各支路功耗:芯片电源,测量各道路的功耗值

单板功耗是用产品电路板的总电源测量电压和电流,得到的功耗值

整机功耗:完整的产品形态,电源适配器交流输入侧测量的功耗,由于电源适配器有一定的电源转换效率和损耗,纳入计算。

测试方法及设备的选择

电压测试的仪器自不必说,在常规测试中多用数字万用表,精度高,直观性好,但电流测试的测试方法仪器种类多,各有优劣。 列出下表中常见的几种测试方式,根据自己的实际情况,可以选择合适的测试方法。

在以下所示的功耗测试中,使用TEK示波器TCP电流钳,可以根据芯片的各分支电源交叉布线,在一个业务环境中测试多路电流。

芯片各分支电路的功耗测试

使用工具

- TEK示波器

- TPC电流探针

-数字万用表

测试步骤

1、确认本公司产品测试模板的外观、功能和性能

常温下检查试验样品外观,无明显损伤、零件掉落、锡球等附着物;

用万用表检测各DC-DC,LDO电源的输入输出无短路;

打开单板电源,查看是否正常运行,软件是否是最新版本,以及相应的配置是否正确;

单板满载业务,确认功能是否OK,性能是否达到

2、在芯片各分支电源干线道路上进行布线

查看原理图和PCB图,确认待测试芯片的各电源(0v9、1v5、3v3等),用烙铁消除主干道串联的0电阻,用8~10cm的导线焊接在原电阻的2个焊盘上,使电源电流流过导线流向芯片如果硬件设计不能保证串联0电阻,童鞋们必须手工切割主电源线铜皮,并在两侧焊接道岔。 准备结束后,单板再次接通电源确认功能和性能。

注意的是:测试点应选在DC-DC电路的滤波电容之后,所有芯片供电支路之前,如果测试点选在电感之后,由于未经过电容滤波,在测试中会引入较大的纹波噪声,影响到电流的测试。

3、开始测试

常温下,单板以最大的业务运行,由产品的标准适配器供电,打开示波器和电流探头。 示波器的一般设定:

-功能:打开长余辉,打开快速捕获

-参数设置:带宽设置>; 500MHz、输入阻抗50、

-显示:纵轴的电压范围设定为适当的状态(波形占屏幕2/3的位置),时间轴设定为200us,

-触发模式:选择DC触发,触发电压检测最大电压(确保所有波形捕获显示)。

-将电流探针设定为1A/V范围,闭合探针夹进行校准。

-根据电流方向,跨接线夹探头点击示波器run,长时间开始波形捕获,获取20000acqs (或测试时间5MIN ),读取电流RMS有效值,关注MAX、min值

4、读取实时电压:打到数字万用表、直流电压文件上,当手写笔的点跨越接线垫时,测量并记录实时电压值。

5、记录所有支路的电流值、电压值,计算功率,并与芯片规格进行比较。

整机功耗测试

使用仪器

- WT300系列功率计

-数字万用表

示波器电流探头

测试步骤

实验前,准备新单板,检查单板的外观、功能和性能,要求如上,完成后,机器以完整的产品形态,准备测试。

常温25,根据产品实际运行状态搭建测试环境,单板开机预热一段时间后开始测试,用电压表和示波器电流探头测试单板总电源的电压值和电流值,用于计算单板功耗,用电表测试整机功耗

测试场景覆盖:关机、待机、典型工作状态、极限场景。

高温45,重复步骤2、3,得到高温环境下各测试场景的单板功耗和整机功耗。

记录所有支路的电流值和电压值、整机功耗,计算单板功耗和适配器效率。

重点

硬件设计应考虑到测试的需求,芯片各电源支路预留测试的0串阻,测试信号引脚最好预留相应的测试点。

考虑降功耗设计,前期规划出整个单板的电源网络及计算出理论的电流值和功耗值,在设计过程中参考产品方案的设计,为产品的待机,典型工作模式及极限工作模式,设计相应的电源控制电路,为后续的软件功耗优化提供硬件支持。

高效率的器件应用,在器件选型时,选用低功耗,高效率的元件。

散热大的元件,如MCU,DDR,电源芯片,晶体等均匀分布,并远离热敏元件。

阻抗控制,合理的PCB布局,精确的阻抗控制,可以减小射频路径上的损耗。

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