[发明专利]一种利用FPGA嵌入式环形振荡器测量温度分布的装置和方法

摘要

本发明公开了一种利用FPGA嵌入式环形振荡器测量温度分布的装置和方法，该装置包括被测芯片、FPGA核心板、USB转串口、串口线、温箱、PC机和串口传输软件；温箱通过USB转串口、串口线与PC机连接；FPGA核心板设置在温箱中；被测芯片与FPGA连接，串口传输软件设置在PC机中。利用FPGA内部资源搭建的可重构环形振荡器的延迟与温度的对应关系实现探测温度。被探测温度可以转换成一个随温度比例变化的时间信号，输出的频率被一个带扫描回路的计数器读出，然后通过串口传回到电脑的上位机，得到被测芯片各个不同位置的温度。通过不断扫描环形振荡器得到温度分布，改变传感器位置多次测量最终得到芯片的整体温度分布。

主权项

1.一种利用FPGA嵌入式环形振荡器测量温度分布的装置，其特征在于：该装置包括被测芯片(101)、FPGA核心板(102)、USB转串口(200)、串口线(201)、温箱(300)、PC机(400)和串口传输软件(401)；温箱(300)通过USB转串口(200)、串口线(201)与PC机(400)连接；FPGA核心板(102)设置在温箱(300)中；被测芯片(101)与FPGA核心板(102)连接，串口传输软件(401)设置在PC机(400)中；所述的被测芯片(101)是FPGA的芯片；将搭建有智能温度传感器模块的FPGA核心板(102)放在温箱(300)中，通过串口线(201)来连接USB转串口(200)将信号传输给温箱外部的PC机(400)，以此进行智能温度传感器的校准曲线的测量；将被测芯片(101)与FPGA核心板(102)激光减薄封装并紧密贴紧，被测芯片(101)使用自身的可配置逻辑资源模拟热源，正常运作；单个自加热元件由先进先出(FIFO)块，查找表LUT和触发器(FF)组成，翻转的输入信号由FIFO写入并随时钟操作读出，然后通过四输入的查找表和时钟控制的触发器输出数据；输入信号被连接到时钟上以最大程度地用于加热FPGA核心板(102)；使用使能信号来控制自加热元件；多个自加热元件构成串联布置的热源；这样，通过连续翻转信号和时钟触发产生热量，将热量传递给FPGA核心板(102)；FPGA核心板(102)不断扫描内部的环形振荡器，通过串口读出数据；改变温度传感器的位置多次测量获得被测芯片(101)运行时的温度分布；FPGA核心板(102)通过USB转串口(200)以及串口线(201)接入PC机(400)。