[發明專利]一種實時芯片功耗預測的校核方法

在審

• 申請號: 202111052003.6
• 申請日: 2021-09-08
• 公開（公告）號: CN113868840A
• 公開（公告）日: 2021-12-31
• 發明（設計）人: 齊文亮;劉婷婷;趙謙
• 申請（專利權）人: 中國航空工業集團公司西安航空計算技術研究所
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F119/06
• 代理公司: 北京清大紫荊知識產權代理有限公司 11718
• 代理人: 竇雪龍

本發明屬于芯片功耗預測技術領域，具體涉及一種實時芯片功耗預測的校核方法。本發明基于芯片實時的工作電流，通過實驗測試和數值計算并行、芯片溫度多次校核的思路對理論計算的功耗數據進行驗證，進而確定預測的芯片功耗準確度。本發明提出的芯片功耗預測方法能為國產芯片的工程化應用提供技術支持，推廣應用具有良好的經濟效益和社會效益。

技術領域

本發明屬于芯片功耗預測技術領域，具體涉及一種實時芯片功耗預測的校核方法。

背景技術

集成電路功耗將轉化為大量的熱能從較小的芯核中釋放出來，正常工作時，芯核上的能量密度非常大，這種過于集中的熱量將導致芯片內部工作溫度急劇升高而引起芯片損壞。因此芯片散熱設計以及芯片投入運行后的軟件管理階段，對于功耗的精確估測、管理、控制都是必不可少的。

在芯片設計階段，利用片內結構級、指令級和電路級功耗評估方法可以較靈活、方便地對不同芯片的功耗進行預測。國內外的科研機構都圍繞這方面內容進行了大量深入的研究。國內外相繼開發出Wattch、SimplePower、SoftWatt、Sim-Godson和SimOS-Godson等軟件，并且建立了多種指令級功耗模型，也在EDA工具的支持下實現了芯片最大功耗的預測。總體來說片內功耗分析方法能夠在芯片設計階段對不同體系結構的芯片進行功耗評估。

但是結構設計層面不支持實時功耗分析、指令級功耗模型準確性較差和電路級功耗評估不支持大型測試程序功耗評估等問題的出現，使得這種片內功耗評估方法無法預測芯片應用階段的功耗。在這種情況下，急需開發一個具備實時性和真實性的芯片功耗預測方法。

發明內容

有鑒于此，本發明基于芯片實時的工作電流，通過實驗測試和數值計算并行、芯片溫度多次校核的思路對理論計算的功耗數據進行驗證，進而確定預測的芯片功耗準確度。本發明提出的芯片功耗預測方法能為國產芯片的工程化應用提供技術支持，推廣應用具有良好的經濟效益和社會效益。

為實現上述目的，本發明所采用的具體技術方案為：

一種實時芯片功耗預測的校核方法，包括以下步驟：

A)、芯片工作臺搭建：

確定芯片及其所安裝的PCB外圍核電或高速供電網絡，在所述的外圍核電或高速供電網絡上布置一組電源監測點；將穩壓電源接入所述電源監測點；

B)、安裝熱電偶和電流采集器：

將熱電偶貼在芯片表面上的標定溫度點，將電流表接入到所述電源監測點；

C)、調整功能電路工作狀態：

調整芯片功能電路的工作狀態，確定芯片的工作載荷，確定環境溫度；

D)、采集芯片溫度：

為所述芯片設置多個溫度采集點并測量所述溫度采集點的溫度；

記錄各所述采集點的溫度變化曲線；記錄溫度變化曲線穩定時候的溫度值；通過各所述溫度值求出所述芯片的平均溫度；

E)、采集芯片電流：

采集芯片在所述工作狀態時的供電電流和供電電壓；

F)、理論計算獲得功耗：

根據所述供電電流和所述供電電壓得到所述芯片的功率；

G)、仿真計算：

為所述芯片設置熱模型及環境參數；

H)、數值計算芯片表面溫度：

通過所述熱模型、所述功率和所述環境參數仿真計算得到芯片表面溫度；

I)、數據對比：