[发明专利]一种实时芯片功耗预测的校核方法

说明书

本发明属于芯片功耗预测技术领域，具体涉及一种实时芯片功耗预测的校核方法。本发明基于芯片实时的工作电流，通过实验测试和数值计算并行、芯片温度多次校核的思路对理论计算的功耗数据进行验证，进而确定预测的芯片功耗准确度。本发明提出的芯片功耗预测方法能为国产芯片的工程化应用提供技术支持，推广应用具有良好的经济效益和社会效益。

技术领域

本发明属于芯片功耗预测技术领域，具体涉及一种实时芯片功耗预测的校核方法。

背景技术

集成电路功耗将转化为大量的热能从较小的芯核中释放出来，正常工作时，芯核上的能量密度非常大，这种过于集中的热量将导致芯片内部工作温度急剧升高而引起芯片损坏。因此芯片散热设计以及芯片投入运行后的软件管理阶段，对于功耗的精确估测、管理、控制都是必不可少的。

在芯片设计阶段，利用片内结构级、指令级和电路级功耗评估方法可以较灵活、方便地对不同芯片的功耗进行预测。国内外的科研机构都围绕这方面内容进行了大量深入的研究。国内外相继开发出Wattch、SimplePower、SoftWatt、Sim-Godson和SimOS-Godson等软件，并且建立了多种指令级功耗模型，也在EDA工具的支持下实现了芯片最大功耗的预测。总体来说片内功耗分析方法能够在芯片设计阶段对不同体系结构的芯片进行功耗评估。

但是结构设计层面不支持实时功耗分析、指令级功耗模型准确性较差和电路级功耗评估不支持大型测试程序功耗评估等问题的出现，使得这种片内功耗评估方法无法预测芯片应用阶段的功耗。在这种情况下，急需开发一个具备实时性和真实性的芯片功耗预测方法。

发明内容

有鉴于此，本发明基于芯片实时的工作电流，通过实验测试和数值计算并行、芯片温度多次校核的思路对理论计算的功耗数据进行验证，进而确定预测的芯片功耗准确度。本发明提出的芯片功耗预测方法能为国产芯片的工程化应用提供技术支持，推广应用具有良好的经济效益和社会效益。

为实现上述目的，本发明所采用的具体技术方案为：

一种实时芯片功耗预测的校核方法，包括以下步骤：

A)、芯片工作台搭建：

确定芯片及其所安装的PCB外围核电或高速供电网络，在所述的外围核电或高速供电网络上布置一组电源监测点；将稳压电源接入所述电源监测点；

B)、安装热电偶和电流采集器：

将热电偶贴在芯片表面上的标定温度点，将电流表接入到所述电源监测点；

C)、调整功能电路工作状态：

调整芯片功能电路的工作状态，确定芯片的工作载荷，确定环境温度；

D)、采集芯片温度：

为所述芯片设置多个温度采集点并测量所述温度采集点的温度；

记录各所述采集点的温度变化曲线；记录温度变化曲线稳定时候的温度值；通过各所述温度值求出所述芯片的平均温度；

E)、采集芯片电流：

采集芯片在所述工作状态时的供电电流和供电电压；

F)、理论计算获得功耗：

根据所述供电电流和所述供电电压得到所述芯片的功率；

G)、仿真计算：

为所述芯片设置热模型及环境参数；

H)、数值计算芯片表面温度：

通过所述热模型、所述功率和所述环境参数仿真计算得到芯片表面温度；

I)、数据对比：