[發明專利]集成電路旁路信號差分放大采樣系統和采集方法

有效

• 申請號: 201610135409.3
• 申請日: 2016-03-10
• 公開（公告）號: CN105739338B
• 公開（公告）日: 2018-03-09
• 發明（設計）人: 陳開顏;李雄偉;張陽;李艷;謝方方;韓月霞;王驍晗
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍軍械工程學院
• 主分類號: G05B19/04
• 分類號: G05B19/04
• 代理公司: 石家莊國域專利商標事務所有限公司13112
• 代理人: 胡澎

1.一種集成電路旁路信號差分放大采樣系統，其特征是，包括控制單元和采集單元；

所述控制單元通過第一數據接口與所述采集單元相接，用于控制采集單元的采集過程，發出采集中斷信號，調節延遲參數和濾波器參數，接收所采集的數字旁路信號，并通過第二數據接口與上位機進行數據交互，將所采集的數字旁路信號發送給上位機；

所述采集單元包括插接被測集成電路芯片用的第一測試座、插接安全芯片用的第二測試座、差分放大器、帶通濾波器、模數轉換器和第二數據接口；所述第一測試座和所述第二測試座共接同一套外圍電路，所述外圍電路包括電源電路、時鐘電路、復位電路、中斷電路和第一數據接口；所述第一測試座的地線與延遲電路相接，所述延遲電路的輸出端分兩路，一路接所述差分放大器的第一輸入端，另一路接可調檢流電阻，所述可調檢流電阻的另一端接公共信號地；所述第二測試座的地線分兩路，一路接所述差分放大器的第二輸入端，另一路接精密檢流電阻，所述精密檢流電阻的另一端分接公共信號地和第六接線端；所述差分放大器的輸出端接所述帶通濾波器的輸入端，所述帶通濾波器的輸出端分兩路，一路接第五接線端，另一路接所述模數轉換器的輸入端，所述模數轉換器的輸出端與所述第二數據接口相接。

2.根據權利要求1所述的集成電路旁路信號差分放大采樣系統，其特征是，在所述可調檢流電阻的一端接有第一接線端，在所述可調檢流電阻的另一端接有第二接線端；在所述精密檢流電阻的一端接有第三接線端，在所述精密檢流電阻的另一端接有第四接線端。

3.根據權利要求1所述的集成電路旁路信號差分放大采樣系統，其特征是，所述第一測試座為雙列直插封裝測試座和/或四邊扁平封裝測試座；所述第二測試座為雙列直插封裝測試座和/或四邊扁平封裝測試座。

4.一種集成電路旁路信號差分放大采樣方法，其特征是，包括以下步驟：

a、設置一套集成電路旁路信號差分放大采樣系統；所述集成電路旁路信號差分放大采樣系統包括控制單元和采集單元；

所述控制單元通過第一數據接口與所述采集單元相接，用于控制采集單元的采集過程，發出采集中斷信號，調節延遲參數和濾波器參數，接收所采集的數字旁路信號，并通過第二數據接口與上位機進行數據交互，將所采集的數字旁路信號發送給上位機；

所述采集單元包括插接被測集成電路芯片用的第一測試座、插接安全芯片用的第二測試座、差分放大器、帶通濾波器、模數轉換器和第二數據接口；所述第一測試座和所述第二測試座共接同一套外圍電路，所述外圍電路包括電源電路、時鐘電路、復位電路、中斷電路和第一數據接口；所述第一測試座的地線與延遲電路相接，延遲電路的輸出端分兩路，一路接所述差分放大器的第一輸入端，另一路接可調檢流電阻，所述可調檢流電阻的另一端接公共信號地；所述第二測試座的地線分兩路，一路接所述差分放大器的第二輸入端，另一路接精密檢流電阻，所述精密檢流電阻的另一端分接公共信號地和第六接線端；所述差分放大器的輸出端接所述帶通濾波器的輸入端，所述帶通濾波器的輸出端分兩路，一路接第五接線端，另一路接所述模數轉換器的輸入端，所述模數轉換器的輸出端與所述第二數據接口相接；

b、選擇與被測集成電路芯片相同型號、相同批次的一個集成電路芯片，經過開片、逆向工程分析和邏輯測試，確定為安全芯片后，即可作為對比測試的安全芯片；將被測集成電路芯片插入第一測試座，將安全芯片插入第二測試座；

c、從可調檢流電阻兩端引線連接到示波器的一個通道，從精密檢流電阻兩端引線連接到示波器的另一個通道；給被測集成電路芯片和安全芯片加電，在空置狀態下，通過調整可調檢流電阻的阻值，由示波器對兩個通道中輸入的電壓信號進行差分，使差分輸出歸零，完成被測集成電路芯片和安全芯片的靜態功耗的差異調平操作；

d、在被測集成電路芯片和安全芯片中寫入相同的程序，并將待測指令/操作置于中斷響應程序中，實現指令同步；

e、被測集成電路芯片和安全芯片同時開始運行同一等待程序，調節延遲電路，直至差分放大器的差分放大結果輸出歸零，從而實現精確的相位同步；為了保證被測集成電路芯片和安全芯片兩部分電路的嚴格同步，要求兩部分電路的結構、布局應嚴格對稱，兩組線路應嚴格等寬、等長；

f、向被測集成電路芯片和安全芯片發送不同的處理數據，二者的指令/操作完全相同，差異僅在于數據不同；第一測試座和第二測試座輸出的旁路信號直接送入差分放大器進行差分放大，相同的旁路信號被差分放大器差分消除，由數據差異所對應的旁路信號得到放大，并輸出給帶通濾波器，該旁路信號經帶通濾波器濾波后，送入模數轉換器轉換成數字化旁路信號后，通過第二數據接口傳輸到外部的數據采集設備，從而得到高精度數字化的旁路信號。