技术领域
[0001] 本
发明涉及芯片检测领域，尤其涉及一种数字芯片片内电源波动的检测方法、系统和存储介质。
背景技术
[0002] 芯片测试场景中，工程师希望得知复杂电磁环境下片内电源
电压波动的精准幅度，从而分析
电路的抗
辐射规律；或者在做芯片抗扰度实验时，人为地在引脚施加干扰后，得到片内电源的准确受扰幅度。
[0003] 如图2所示，现有的芯片
电源电压波动幅度探测手段是：将示波器探针施加于芯片的电源引脚VDD，探知电压
水平，并利用示波器
数据处理功能得到电源电压波动幅度。这类测试理论本能地将IC封装引脚的电源电压等同于IC片内电源电压，存在不严谨之处，具体分析如下。
[0004] 现有的测试手段将IC封装引脚处的电源电压等效于IC
内核电压，在直流或低频场景下是可以接受的。但是在电源电压受到高频干扰时，两者的电压值存在很大差异。原因在于裸片电源pad与封装引脚之间的
铜键合线存在寄生电感：低频时，寄生电感阻抗很小，裸片电源pad、封装电源引脚两处电压可以近似；内部电源受射频干扰时，寄生电感阻抗很大，其上存在很大电压降，两处电压显然不同。从滤波的
角度来看，键合线的寄生电感相当于隔离器，可以对高频干扰进行隔离。所以通过现有的测试手段，无法越过键合线获得裸片电源pad处的电源电压准确值，其干扰幅度也无从得知。换而言之，所有从封装电源引脚处测电源电压值的手段都是不准确，不严谨的。
发明内容
[0005] 为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种基于
锁相环电路对数字芯片片内电源波动进行检测的方法、系统和存储介质。
[0006] 本发明所采用的第一技术方案是：
[0007] 一种数字芯片片内电源波动的检测方法，包括以下步骤：
[0008] 采集数字芯片中
锁相环电路的控制电压；
[0009] 根据控制电压获取电源电压波动的幅度；
[0010] 其中，所述控制电压为锁相环电路内的鉴相/鉴相器、电荷
泵或环路
滤波器的
输出电压。
[0011] 进一步，所述根据控制电压获取电源电压波动的幅度这一步骤，具体包括以下步骤：
[0012] 将控制电压进行
模数转换后，获得第一电压数字值；
[0013] 结合第一电压数字值与预设的查找表获得第二电压数字值；
[0014] 对第二电压数字值进行
数模转换后，得到电源电压波动的幅度。
[0015] 本发明所采用的第二技术方案是：
[0016] 一种数字芯片片内电源波动的检测系统，包括检测模
块和数字芯片内的锁相环电路；
[0017] 所述检测模块用于采集锁相环电路的控制电压，根据控制电压获取电源电压波动的幅度；
[0018] 其中，所述控制电压为锁相环电路内的鉴相/鉴相器、
电荷泵或
环路滤波器的输出电压。
[0019] 进一步，所述检测模块包括模数转换单元、查找表单元和数模转换单元，所述锁相环电路、模数转换单元、查找表单元和数模转换单元依次连接。
[0020] 进一步，所述检测模块还包括存储单元，所述模数转换单元通过存储单元与查找表单元连接。
[0021] 进一步，所述检测模块还包括示波器或显示屏。
[0022] 进一步，所述检测模块设置在数字芯片内，所述数模转换单元的输出端与数字芯片的I/O输出模块连接。
[0023] 进一步，所述检测模块设置在数字芯片外，所述鉴相/鉴相器、电荷泵或环路滤波器的输出端与数字芯片的I/O输出模块连接。
[0024] 本发明所采用的第三技术方案是：
[0025] 一种数字芯片片内电源波动的检测系统，包括：
[0026] 至少一个处理器；
[0027] 至少一个
存储器，用于存储至少一个程序；
[0028] 当所述至少一个程序被所述至少一个处理器执行，使得所述至少一个处理器实现上所述方法。
[0029] 本发明所采用的第四技术方案是：
[0030] 一种存储介质，其中存储有处理器可执行的指令，所述处理器可执行的指令在由处理器执行时用于执行如上所述方法。
[0031] 本发明的有益效果是：本发明通过锁相环电路中的控制电压来表征电源电压波动的幅度，避免了寄生电感的影响，能够准确地获得电源波动的幅度值。
附图说明
[0032] 图1是具体实施方式中一种数字芯片片内电源波动的检测方法的步骤
流程图；
[0033] 图2是现有芯片电源电压测试的示意图；
[0035] 图4是压控
振荡器控制电压与波动幅度的关系示意图；
[0036] 图5是具体实施方式中一种数字芯片片内电源波动的检测系统的第一种实现方式的示意图；
[0037] 图6是具体实施方式中一种数字芯片片内电源波动的检测系统的第二种实现方式的示意图；
[0038] 图7是具体实施方式中一种数字芯片片内电源波动的检测系统的第三种实现方式的示意图。
具体实施方式
[0039] 如图1所示，本
实施例提供了一种数字芯片片内电源波动的检测方法，包括以下步骤：
[0040] S1、采集数字芯片中锁相环电路的控制电压；
[0041] S2、根据控制电压获取电源电压波动的幅度；
[0042] 其中，所述控制电压为锁相环电路内的鉴相/鉴相器、电荷泵或环路滤波器的输出电压。
[0043] 锁相环电路结构如图3所示，鉴频/鉴相器比较输入、输出
信号经M、N分频后的
相位，产生一个脉冲宽度与
相位差线性相关的信号，经环路滤波器输出一个平滑的电压
控制信号Vcont(Vcont的大小与脉冲宽度成正相关)，电压控制信号Vcont改变压控振荡器(VCO)输出
频率fout使鉴相/
鉴频器的输入相位差减少，如此反复的
负反馈，最终达到fin/M＝fout/N的效果。对压控振荡器而言，其输入控制电压Vcont与
输出信号频率fout存在如下线性关系：fout＝fout0+Kvco*Vcont。
[0044] 对压控振荡器的电源电压受干扰的情况：以环形振荡器为例，电源电压受
正弦波干扰，其输出频率fout随着干扰幅度Arf的增加而降低。因此，利用锁相环电路中的环路滤波器的输出来表征电源电压波动幅度。同理，也可以将鉴相/鉴相器的输出脉冲代替控制电压Vcont，来表征电源电压波动的幅度Arf。或者将电荷泵的
电流脉冲代替控制电压Vcont，来表征电源电压波动的幅度Arf。
[0045] 综上所述，输出信号频率fout、输入控制电压Vcont、干扰幅度Arf之间存在定量的对应关系，可以通过Vcont
跟踪电源电压受干扰的幅度变化，具体的关系如图4所示。锁相环达到稳定状态时，输出频率为 当压控振荡器受到电源的干扰时，电源电压为VDD＝VO+Arfsin(2πfrft)，造成了输出频率产生偏移。鉴相/鉴相器检测到相位差后，输出脉冲，输出脉冲进滤波器产生新的控制电压Vcont，新的控制电压Vcont进而纠正fout的偏移，维持输出频率为 对于一个数字芯片，锁相环电路作为时钟源是必不可少的部分，当芯片受扰，电源电压波动幅度总是可以通过锁相环环路中的VCO控制电压Vcont来表征，例如建立一个Vcont与Arf的一一对应的查找表。在芯片设计时，将Vcont设置为一路输出即可监控电源电压波动幅度Arf，由于Vcont是相对缓变的信号，即该信号属于低频信号，所以不用考虑裸片pad上和封装引脚处值的差异。
[0046] 在上述方法中，由环路滤波器的输出来表征电源电压波动幅度，能够避免寄生电感的影响，因此能够精准地获得电源波动的幅度值。具体地，通过Hspice进行了仿真并制成PCB板测得实际结果，验证了上述方法可行，能够精准地获得电源电压波动的幅度。
[0047] 进一步作为优选的实施方式，步骤S2具体包括步骤S21～S23：
[0048] S21、将控制电压进行模数转换后，获得第一电压数字值；
[0049] S22、结合第一电压数字值与预设的查找表获得第二电压数字值；
[0050] S23、对第二电压数字值进行数模转换后，得到电源电压波动的幅度。
[0051] 在本实施例方法中，通过自动化方式对采集到的控制电压进行处理，并输出最终电源电压波动的电压值，无需人工根据控制电压进行查表，大大地提高了人工效率，[0052] 如图5所示，本实施例还提供了一种数字芯片片内电源波动的检测系统，包括检测模块和数字芯片内的锁相环电路；
[0053] 所述检测模块用于采集锁相环电路的控制电压，根据控制电压获取电源电压波动的幅度；
[0054] 其中，所述控制电压为锁相环电路内的鉴相/鉴相器、电荷泵或环路滤波器的输出电压；
[0055] 所述检测模块设置在数字芯片外，所述鉴相/鉴相器、电荷泵或环路滤波器的输出端与数字芯片的I/O输出模块连接。
[0056] 在本实施例系统中，设计芯片时，其时钟由锁相环电路产生，锁相环可拆分成为鉴相/鉴频器、电荷泵、环路滤波器、压控振荡器、
分频器等模块，选取中间量——环路滤波器对压控振荡器的控制电压Vcont，将Vcont设置为一路芯片I/O输出，该路输出与电源电压波动幅度存在定量关系，可有效表征波动幅度大小。通过示波器可在I/O输出端采集到控制电压Vcont，然后通过人工查找表或者其他查表方式获得电源电压波动的幅度。
[0057] 如图6所示，本实施例还提供了一种数字芯片片内电源波动的检测系统，包括检测模块和数字芯片内的锁相环电路；
[0058] 所述检测模块用于采集锁相环电路的控制电压，根据控制电压获取电源电压波动的幅度；
[0059] 其中，所述控制电压为锁相环电路内的鉴相/鉴相器、电荷泵或环路滤波器的输出电压；
[0060] 所述检测模块包括模数转换单元、查找表单元和数模转换单元，所述锁相环电路、模数转换单元、查找表单元和数模转换单元依次连接；
[0061] 所述检测模块设置在数字芯片内，所述数模转换单元的输出端与数字芯片的I/O输出模块连接。
[0062] 将所述检测模块直接设置在芯片内将模拟量Vcont经过模数转换成
数字量，然后根据Vcont与Arf相关的查找表(LUT，Vcont与Arf一一对应)得到Arf的数字量表示，再将Arf的数字量经过数模转换得到Arf模拟量，直接在芯片外输出，最后，可通过示波器探测获得，或者将数字量通过显示屏显示出来。如此，无需人工进行查找表，可直接读取获得电源电压波动的幅度。
[0063] 进一步作为优选的实施方式，所述检测模块还包括存储单元，所述模数转换单元通过存储单元与查找表单元连接。如此可以记录多个时间点的电压值。
[0064] 如图7所示，本实施例还提供了一种数字芯片片内电源波动的检测系统，包括检测模块和数字芯片内的锁相环电路；
[0065] 所述检测模块用于采集锁相环电路的控制电压，根据控制电压获取电源电压波动的幅度；
[0066] 其中，所述控制电压为锁相环电路内的鉴相/鉴相器、电荷泵或环路滤波器的输出电压；
[0067] 所述检测模块包括模数转换单元、查找表单元和数模转换单元，所述锁相环电路、模数转换单元、查找表单元和数模转换单元依次连接；
[0068] 所述检测模块设置在数字芯片外，所述鉴相/鉴相器、电荷泵或环路滤波器的输出端与数字芯片的I/O输出模块连接。
[0069] 通过将检测模块设置在芯片外，减少了芯片的面积，进而降低了芯片的成本。
[0070] 本实施例还提供了一种数字芯片片内电源波动的检测系统，包括：
[0071] 至少一个处理器；
[0072] 至少一个存储器，用于存储至少一个程序；
[0073] 当所述至少一个程序被所述至少一个处理器执行，使得所述至少一个处理器实现上所述方法。
[0074] 本实施例的一种数字芯片片内电源波动的检测系统，可执行本发明方法实施例所提供的一种数字芯片片内电源波动的检测方法，可执行方法实施例的任意组合实施步骤，具备该方法相应的功能和有益效果。
[0075] 本实施例还提供了一种存储介质，其中存储有处理器可执行的指令，所述处理器可执行的指令在由处理器执行时用于执行如上所述方法。
[0076] 本实施例的一种存储介质，可执行本发明方法实施例所提供的一种数字芯片片内电源波动的检测方法，可执行方法实施例的任意组合实施步骤，具备该方法相应的功能和有益效果。
[0077] 以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做出种种的等同
变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本
申请权利要求所限定的范围内。
