[发明专利]芯片功耗测量电路、芯片及芯片功耗测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及电学领域，特别涉及一种芯片功耗测量电路、芯片及芯片功耗测量方法。

背景技术

芯片的功耗是芯片设计阶段以及芯片运行阶段都必不可少的性能参数，其可以影响到电源功率、滤波、散热以及芯片运行环境等各个方面。因此，芯片功耗的测量至关重要。

现有技术中，对芯片功耗的测量主要通过芯片节温（电子设备中实际半导体芯片的最高温度）反推功耗。即预先在芯片中内置温度传感器，通过温度传感器实时测量芯片运行是的节温，再根据芯片节温和芯片功耗的对应关系估算芯片运行时的功耗。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：

首先，温度传感器测量出的芯片运行时的节温除了受芯片功耗影响之外，还与芯片的运行环境有关，因此现有技术应用范围的限制较大；其次，温度传感器的测量误差较大，导致芯片功耗的估算也较大；最后，若芯片连接多个电源，则现有技术估算的芯片功耗为多个电源作用下的整体功耗，无法测量每个电源作用下的功耗。

发明内容

有鉴于此，为了解决现有技术中应用范围小，测量误差大，且无法独立测量每个电源作用下的功耗的问题，本发明实施例提供了一种芯片功耗测量电路、芯片及芯片功耗测量方法。所述技术方案如下：

第一方面，提供了一种芯片功耗测量电路，所述电路包括：

第一电压获取模块，用于获取电源作用于电流采集电阻两端的电压，所述电流采集电阻一端与所述电源相连，另一端与芯片相连；

第二电压获取模块，用于获取所述电源作用于所述芯片的总电压；

其中，所述第一电压获取模块获取到的电压和所述第二电压获取模块获取到的电压以及所述电流采集电阻的阻值用于计算所述芯片在所述电源作用下的功耗。

在第一方面的第一种可能实现方式中，所述芯片功耗测量电路集成于所述芯片内部；

所述功耗测量电路还包括：

计算模块，用于根据所述第一电压获取模块获取到的电压和所述第二电压获取模块获取到的电压以及所述电流采集电阻的阻值计算所述芯片在所述电源作用下的功耗；

或者，

总线接口模块，用于与外接处理器相连，以便所述外接处理器根据所述第一电压获取模块获取到的电压和所述第二电压获取模块获取到的电压以及所述电流采集电阻的阻值计算所述芯片在所述电源作用下的功耗，其中，所述总线接口模块为串行外设接口SPI模块或者内部集成电路接口IIC模块。

在第一方面的第二种可能实现方式中，所述第一电压获取模块包括：第一信号放大器、第一模数转换器和第一存储器；

所述第一信号放大器，包括两个输入端和一个输出端；所述两个输入端分别与所述电流采集电阻两端相连，用于采集所述电流采集电阻两端的电压的模拟电压信号；所述输出端与所述第一模数转换器相连，用于输出采集到的所述模拟电压信号放大N倍获得的第一模拟电压信号；

所述第一数模转换器，用于将所述第一信号放大器输出的第一模拟电压信号转换为第一电压放大值U₁；

所述第一存储器，用于存储所述第一数模转换器转换得到的第一电压放大值U₁。

在第一方面第三种可能实现方式中，所述第二电压获取模块包括：第二信号放大器、第二模数转换器和第二存储器；

所述第二信号放大器，包括两个输入端和一个输出端；所述两个输入端中的一个与所述电源相连，另一个接地，用于采集所述电源作用于所述芯片的总模拟电压信号；所述输出端与所述第二模数转换器相连，用于输出采集到的所述总电压的模拟电压信号放大M倍获得的第二模拟电压信号；

所述第二模数转换器，用于将所述第二信号放大器输出的所述第二模拟电压信号转换为第二电压放大值U₂；

所述第二存储器，用于存储所述第二数模转换器转换得到的第二电压放大值U₂。

结合第一方面、第一方面的第一种可能实现方式、第一方面的第二种可能实现方式以及第一方面的第三种可能实现方式，在第四种可能实现方式中，所述预设的电流采集电阻为已知阻值为R₁的外接电阻或者已知阻值为R₂的芯片内部电源走线。

当所述第一信号放大器采集到的模拟电压信号为所述外接电阻两端电压的模拟电压信号时，所述计算模块或外接处理器，具体用于根据下述公式计算所述芯片在所述电源作用下的功耗P：