Page 51 - 實現系統級效能、功耗與面積的3D-IC小晶片設計

TEST & MEASUREMENT
測試與測量
欲延長電池供電時間和壽命， 首先需要降低裝置功耗，那就必須 在設計時能夠精確測量設備的總 功耗。所面臨的主要挑戰在於:總 負載功率的測量不僅限於上電和 穩態運作狀態，還需要在多工運作 狀態下進行測量。由於需要測量的 是低電壓(通常在nV範圍內)，睡眠 和瞬態等低功耗條件可能會導致 錯誤的結果。此外，一些功耗的發 生可能只持續很短的時間，這就意 味著，除了需要高精準度的測量儀
器外，快速取樣速率也是一個關鍵 考慮因素。
精確測量電子裝置的功耗需 要瞭解儀器選項和適當的測量設 置。為了說明這一點，請考慮圖1 中所示的被測裝置的類比測量電 路。該圖說明一個具有兩種狀態的 簡單電路:高功耗模式和低功耗模 式。V1是測得的源電壓，這種測量 對於電池來說是一個重要的考慮
因素，因為它們會隨著時間的推移 而失去電力。測量功耗需要在電流 檢測電阻上進行第二次電壓測量， 該電阻在圖中標記為R1。R2和R3 代表被測裝置負載，其中R3代表 高功耗(滿負荷/工作)模式，R2代 表低功耗(待機/睡眠)模式。
多種功耗狀態的裝置功耗計算
圖1中:V1=1VDC電壓源，R1= 用於測量電壓的100mΩ電流檢測 電阻，R2=10kΩ，低功耗模式負載 電阻，R3=1Ω，高功耗模式負載電 阻，S1&S2=應用/類比負載開關。
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如何實現低功耗精確驗證
作者:David Hall、Macarena Calderon、Mike Denton、Paul Ulezko，NI
在一個日益互連的世界中，電子裝置正變得越來越智慧，電池性能和壽命之間的平衡從未像現在這樣 重要。無論應用程式多好，「電量不足」都會為使用者帶來很大的不便。從健身房的無線耳機到智慧型手 機上的數位購物清單，消費者每天都離不開電池供電設備。更重要的是，他們希望這些裝置一次充電就 能保持更長的供電時間，這意味著工程師一直面臨著如何最大限度地延長電子裝置電池壽命的挑戰。
圖1:高功耗(工作)和低功耗(睡眠)模式下電壓測量電路。
2022年4月 | www.eettaiwan.com