如何快速、精確獲取功耗數(shù)據(jù)？

我們先來看一下中移動物聯(lián)網(wǎng)總部的大屏幕顯示

沒錯， 終端量已接近1.6億，在不到一年的時間里， 幾乎呈現(xiàn)出超常規(guī)的增長， 可以預(yù)見到， 超過手機(jī)終端的數(shù)量已經(jīng)指日可待了！ 伴隨著與日俱增的使用量的， 是同等數(shù)量的NB-IoT低功耗芯片和模塊。

低功耗， 無論是對物聯(lián)網(wǎng)芯片供應(yīng)商，還是模塊供應(yīng)商， 無論是采用NB-IoT的技術(shù)或其他的標(biāo)準(zhǔn)， 都是無法繞開的技術(shù)難題。 為了降低芯片和模塊功耗， 物聯(lián)網(wǎng)處理芯片和無線模塊 完成一個數(shù)據(jù)處理或傳輸?shù)臅r間大概就持續(xù)幾個ms。而在這個時間段內(nèi) 包括一系列的動作和協(xié)議，如從休眠模式喚醒，數(shù)據(jù)預(yù)處理、數(shù)據(jù)裝載、數(shù)據(jù)發(fā)射、數(shù)據(jù)接收、動作完成后再次回到低功耗模式等。之后就進(jìn)入長時間的低功耗休眠模式， 等等再一次被喚醒。

對于芯片研發(fā)設(shè)計工程師來說，如何快速、精確的獲得每個動作時功耗無論是對軟件工程師還是對硬件工程師， 是改進(jìn)功耗特性的關(guān)鍵，我們把這個動作稱為“功耗特征提取”。

對于芯片研發(fā)設(shè)計工程師來說，如何快速、精確的獲得每個動作時功耗無論是對軟件工程師還是對硬件工程師， 是改進(jìn)功耗特性的關(guān)鍵，我們把這個動作稱為“功耗特征提取”。

但要做到這件小事， 用目前的測試手段又談何容易！ 示波器， 每位攻城獅都能想到的手段， 但面對從微安級到毫安級數(shù)萬倍變化的動態(tài)電流， 示波器區(qū)區(qū)數(shù)百最多上千倍的動態(tài)范圍根本就是望塵莫及， 這還沒有算上選擇探頭的難度！ 而用傳說中的 N6705C 直流電源分析儀， 當(dāng)面對納秒級快速變化的電流時， 也是無能為力了！

幫芯片設(shè)計和測試攻城獅們完成這件小事的， 只能是我們的一件電流測量神器 – CX3300 電流特性分析儀。它同時結(jié)合了源表小電流測量、高速高分辨率采樣的能力， 在加上獨(dú)到的分析能力， 對工作狀態(tài)電流進(jìn)行不失真的捕獲， 并輕易實(shí)現(xiàn)“ 一鍵式” 功耗特性提取，

CX3300電流波形分析儀主要特性：

1.電流測量低至150pA；最高10A

2.1GSa/s采樣率，200MHz電流測試帶寬；

3.14/16比特垂直分辨率；256M存儲。

如下圖所示：針對單個電流脈沖動作，通過Auto Profiler 可一鍵式提取到Sleep-Standby-TX-RX-Standby-Sleep等協(xié)議動作功耗特征。

此外，Auto Profiler還可分析儀多周期功耗特征，獲得各個動作對應(yīng)的周期和平均功耗。如下圖所示，DUT喚醒周期約100ms, 且第5，7周期內(nèi)的平均電流稍大些。

下面要給燒友們帶來一個重磅案例分享，接著往下看吧！

CX3300 實(shí)測Lora無線模塊功耗

1.CX3324A與DUT 的連接及示意圖

客戶現(xiàn)場實(shí)測，將CX1101A連接到CX3324A通道1，測量Lora模塊的電流波形；連接示意圖如下圖所示。

2.Lora波形捕獲，為了捕獲開機(jī)到Lora進(jìn)入Sweep模式，設(shè)定50S采樣時間。

3.Anywhere Zoom放電觀察—— Sweep & Data Acquisition

CX3300的Anywhere Zoom可以讓你在保持主波形的情況下，針對任意區(qū)域部分進(jìn)行放大分析。

首先、我們針對Sweep & Data Acquisition部分進(jìn)行逐級的放大，測量得到Sweep 周期約969.84mS，并在每個周期內(nèi)有一個大約19.62mS的Data Acquisition。

4.Anywhere Zoom放電觀察—— Tx Mode

其次、我們針對Tx Mode部分進(jìn)行放大，測量到Tx Mode的電流信號如下。