如何快速、精确获取功耗数据?

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我们先来看一下中移动物联网总部的大屏幕显示

没错, 终端量已接近1.6亿,在不到一年的时间里, 几乎呈现出超常规的增长, 可以预见到, 超过手机终端的数量已经指日可待了! 伴随着与日俱增的使用量的, 是同等数量的NB-IoT低功耗芯片和模块。

低功耗, 无论是对物联网芯片供应商,还是模块供应商, 无论是采用NB-IoT的技术或其他的标准, 都是无法绕开的技术难题。 为了降低芯片和模块功耗, 物联网处理芯片和无线模块 完成一个数据处理或传输的时间大概就持续几个ms。而在这个时间段内 包括一系列的动作和协议,如从休眠模式唤醒,数据预处理、数据装载、数据发射、数据接收、动作完成后再次回到低功耗模式等。之后就进入长时间的低功耗休眠模式, 等等再一次被唤醒。

对于芯片研发设计工程师来说,如何快速、精确的获得每个动作时功耗无论是对软件工程师还是对硬件工程师, 是改进功耗特性的关键,我们把这个动作称为“功耗特征提取”。

对于芯片研发设计工程师来说,如何快速、精确的获得每个动作时功耗无论是对软件工程师还是对硬件工程师, 是改进功耗特性的关键,我们把这个动作称为“功耗特征提取”。

但要做到这件小事, 用目前的测试手段又谈何容易! 示波器, 每位攻城狮都能想到的手段, 但面对从微安级到毫安级数万倍变化的动态电流, 示波器区区数百最多上千倍的动态范围根本就是望尘莫及, 这还没有算上选择探头的难度! 而用传说中的 N6705C 直流电源分析仪, 当面对纳秒级快速变化的电流时, 也是无能为力了!

帮芯片设计和测试攻城狮们完成这件小事的, 只能是我们的一件电流测量神器 – CX3300 电流特性分析仪。它同时结合了源表小电流测量、高速高分辨率采样的能力, 在加上独到的分析能力, 对工作状态电流进行不失真的捕获, 并轻易实现“ 一键式” 功耗特性提取,

CX3300电流波形分析仪主要特性:

1.电流测量低至150pA;最高10A

2.1GSa/s采样率,200MHz电流测试带宽;

3.14/16比特垂直分辨率;256M存储。

如下图所示:针对单个电流脉冲动作,通过Auto Profiler 可一键式提取到Sleep-Standby-TX-RX-Standby-Sleep等协议动作功耗特征。

此外,Auto Profiler还可分析仪多周期功耗特征,获得各个动作对应的周期和平均功耗。如下图所示,DUT唤醒周期约100ms, 且第5,7周期内的平均电流稍大些。

下面要给烧友们带来一个重磅案例分享,接着往下看吧!

CX3300 实测Lora无线模块功耗

1.CX3324A与DUT 的连接及示意图

客户现场实测,将CX1101A连接到CX3324A通道1,测量Lora模块的电流波形;连接示意图如下图所示。

2.Lora波形捕获,为了捕获开机到Lora进入Sweep模式,设定50S采样时间。

3.Anywhere Zoom放电观察—— Sweep & Data Acquisition

CX3300的Anywhere Zoom可以让你在保持主波形的情况下,针对任意区域部分进行放大分析。

首先、我们针对Sweep & Data Acquisition部分进行逐级的放大,测量得到Sweep 周期约969.84mS,并在每个周期内有一个大约19.62mS的Data Acquisition。

芯片

4.Anywhere Zoom放电观察—— Tx Mode

其次、我们针对Tx Mode部分进行放大,测量到Tx Mode的电流信号如下。

芯片

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