一种量化测试芯片工作噪声的方法、装置和设备与流程

本发明属于芯片测试，具体涉及一种量化测试芯片工作噪声的方法、装置和设备。

背景技术：

1、芯片是计算机等电子设备的重要组成部分，由于芯片结构精细、制造工艺复杂且流程繁琐，不可避免地会在生产过程中留下潜在的缺陷，导致制造完成的芯片不能达到标准要求，进而随时可能因各种原因出现故障。因此，为了确保芯片质量，通常会对芯片进行测试（包括电学参数测试和功能测试等），以便区分良品和非良品。

2、芯片测试通常覆盖功能与性能测试，业界对噪声的测试或测量在过去并没有很重视，电气噪声测量并没有通用标准，电气噪声一般可以细分为由芯片自身的独立因素所引起的电平噪声以及应用时由多个芯片/零件组合而产生的系统噪声。

3、由于芯片中电子零件之间会相互干扰，且同一线路板上的各电子零件之间的干扰更强，而形成干扰的主要原因便是供电与接地噪声。其中，供电与接地噪声主要源于芯片中个别电子零件在耗电量上的波动，进而导致电压和地线的波动，多个电子零件产生的波动的叠加便构成了供电与接地噪声。对于供电与接地噪声，传统的做法是直接检测被测芯片电源与接地脚位上的电压波动值并进行采样记录，将其视为电平噪声，并以测出来的电压波动值为被测芯片自身的工作噪声指标。但根据v=i×r，其中，v表示电源与接地脚位上的电压波动值，i表示被测芯片上的电流，r表示被测芯片的电阻；可见，造成电压波动的源头其实是耗电量的波动，也即被测芯片在工作时电流需求随时间变化而产生的波动，具体表现为电流i在不同时间的大小，而电压波动只是耗电量波动引起的表象，这个表象受到电阻值、供电系统的抗噪能力以及被测芯片周边的滤波器等的影响，因此，单纯测量电压波动不能直接体现被测芯片真正的工作噪声指标。即现有技术用来评价最终产品是可以的，但没法在研发端或产品设计端对质量提升提供真正帮助。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种量化测试芯片工作噪声的方法、装置和设备，用以解决现有技术用来评价最终产品是可行的，但没法在研发端或产品设计端对质量提升提供真正帮助的技术问题。

2、为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

3、本发明提供一种量化测试芯片工作噪声的方法，包括：

4、对被测芯片进行模拟应用操作，作为测试矢量，利用持续的测试矢量使得所述被测芯片工作并产生耗电，所述被测芯片工作过程中根据不同的实时状态产生耗电量波动；

5、利用测试仪以预设频率和预设精度对所述被测芯片进行持续的耗电量采集，得到所述被测芯片的工作电流的时域信号；

6、根据所述工作电流的时域信号得到所述被测芯片的工作噪声指标。

7、在一种可能的设计中，所述方法还包括：

8、将所述工作噪声指标作为所述被测芯片的其中一个评价指标对其芯片质量进行评估。

9、在一种可能的设计中，利用测试仪以预设频率和预设精度对所述被测芯片进行持续的耗电量采集，包括：

10、利用高速adc仪器以预设频率和预设精度对所述被测芯片进行持续的耗电量采集。

11、在一种可能的设计中，利用高速adc仪器以预设频率和预设精度对所述被测芯片进行持续的耗电量采集，包括：

12、通过高速adc依据抽样定理以预设频率和预设精度对被测芯片的工作电流的时域信号进行持续采样。

13、在一种可能的设计中，根据所述工作电流的时域信号得到所述被测芯片的工作噪声指标，包括：

14、将所述工作电流的时域信号进行快速傅里叶变换，得到所述工作电流的频域数据；

15、对所述工作电流的频域数据进行功率谱密度换算，得到频域上的能量特征，并将该能量特征作为所述被测芯片的工作噪声指标。

16、在一种可能的设计中，将所述工作噪声指标作为所述被测芯片的其中一个评价指标对其芯片质量进行评估，包括：

17、根据所述工作噪声指标将所述被测芯片的芯片质量进行分级，其中，所述被测芯片的工作噪声指标越低则所述被测芯片的芯片质量越高，当所述被测芯片的工作噪声指标超过阈值时，通过在所述被测芯片中加入滤波器或在将所述被测芯片安装在pcb板上时通过线路设计增加所述被测芯片的抗噪性能。

18、第二方面提供一种量化测试芯片工作噪声的装置，包括：

19、耗电量波动产生模块，用于对被测芯片进行模拟应用操作，作为测试矢量，利用持续的测试矢量使得所述被测芯片工作并产生耗电，所述被测芯片工作过程中根据不同的实时状态产生耗电量波动；

20、噪声测量模块，用于利用测试仪以预设频率和预设精度对所述被测芯片进行持续的耗电量采集，得到所述被测芯片的工作电流的时域信号；还用于根据所述工作电流的时域信号得到所述被测芯片的工作噪声指标。

21、在一种可能的设计中，所述装置还包括：

22、质量评估模块，用于将所述工作噪声指标作为所述被测芯片的其中一个评价指标对其芯片质量进行评估。

23、第三方面提供一种计算机设备，包括依次相连的存储器、处理器和收发器，其中，所述存储器用于存储计算机程序，所述收发器用于收发消息，所述处理器用于读取所述计算机程序，执行如第一方面任意一种可能的设计中所述的量化测试芯片工作噪声的方法。

24、第四方面提供一种包含指令的计算机程序产品，当所述指令在计算机上运行时，使所述计算机执行如第一方面任意一种可能的设计中所述的量化测试芯片工作噪声的方法。

25、本发明相较于现有技术的有益效果为：

26、本发明对被测芯片进行模拟应用操作，作为测试矢量，利用持续的测试矢量使得所述被测芯片工作并产生耗电，所述被测芯片工作过程中根据不同的实时状态产生耗电量波动；利用测试仪以预设频率和预设精度对所述被测芯片进行持续的耗电量采集，得到所述被测芯片的工作电流的时域信号；根据所述工作电流的时域信号得到所述被测芯片的工作噪声指标，即通过持续对被测芯片的耗电量做高频率和高精准度测量，然后对耗电量的波动进行量化，具体是对采集的数据以fft算法转化为频域数据，从而实现对供电噪声的量化，通过工作噪声指标来对被测芯片的耗电量波动进行数值化表达，以便后续将工作噪声指标作为测试指标对被测芯片的电学性能进行评估，例如当被测芯片在该数值上表现为偏离标准器件的标准值或区间时，或当被测芯片在该数值上表现为较大幅度的偏离，但单次测试中又通过了其他测试标准，通过该数值能够分析识别出潜在的风险器件，从而在研发端或产品设计端对质量提升提供真正帮助。此外，被测芯片的状态由测试机控制，因此可以获知被测芯片的工作状态以及状态转换与噪声在时间上的对应关系。

技术特征：

1.一种量化测试芯片工作噪声的方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的量化测试芯片工作噪声的方法，其特征在于，所述方法还包括：

3.根据权利要求1所述的量化测试芯片工作噪声的方法，其特征在于，利用测试仪以预设频率和预设精度对所述被测芯片进行持续的耗电量采集，包括：

4.根据权利要求3所述的量化测试芯片工作噪声的方法，其特征在于，利用高速adc仪器以预设频率和预设精度对所述被测芯片进行持续的耗电量采集，包括：

5.根据权利要求1所述的量化测试芯片工作噪声的方法，其特征在于，根据所述工作电流的时域信号得到所述被测芯片的工作噪声指标，包括：

6.根据权利要求2所述的量化测试芯片工作噪声的方法，其特征在于，将所述工作噪声指标作为所述被测芯片的其中一个评价指标对其芯片质量进行评估，包括：

7.一种用于实现所述权利要求1至6任一项所述的量化测试芯片工作噪声的方法的装置，其特征在于，包括：

8.根据权利要求7所述的量化测试芯片工作噪声的装置，其特征在于，所述装置还包括：

9.一种计算机设备，其特征在于，包括依次相连的存储器、处理器和收发器，其中，所述存储器用于存储计算机程序，所述收发器用于收发消息，所述处理器用于读取所述计算机程序，执行如权利要求1至6任意一项所述的量化测试芯片工作噪声的方法。

技术总结本发明公开了一种量化测试芯片工作噪声的方法、装置和设备，包括对被测芯片进行模拟应用操作，作为测试矢量，利用持续的测试矢量使得所述被测芯片工作并产生耗电，所述被测芯片工作过程中根据不同的实时状态产生耗电量波动；利用测试仪对被测芯片进行持续的耗电量采集，得到所述被测芯片的工作电流的时域信号；根据所述工作电流的时域信号得到所述被测芯片的工作噪声指标。本发明通过数学计算来量化被测芯片的工作噪声指标，通过工作噪声指标来对被测芯片的耗电量波动进行数值化表达，以便后续将工作噪声指标作为测试指标对被测芯片的电学性能进行评估。技术研发人员：赖俊生,慕光,刘文武受保护的技术使用者：皇虎测试科技（深圳）有限公司技术研发日：技术公布日：2024/11/4