使用PicoScope示波器测量电源上电时序

1 关于电源上电时序

对于 DSP、CPU、GPU、FPGA等高性能处理器而言，确保其各模块所需电源的上电顺序对实现其可靠运行、提高效率并保障整体系统健康至关重要。图1 为一个高性能处理器电路的电源供给原理示意图，图中所示的高性能处理器具有四个电源输入，分别为VCC1、VCC2、VCC3、VCC4，用于为处理器中的不同模块供电。四个DC/DC LDO 模块由电压监控器监控和控制，用于为四个电源输入供电。在图1所示的高性能处理器电路中，电源上电时序为VIN、VCC4、VCC3、VCC2、VCC1。

图 1 一个高性能处理器电路的电源供给原理示意图

在实际应用中，高性能处理器芯片各模块的电源上电顺序从先到后一般为内核电源、内存模块电源、辅助部件电源和I/O 电源。下图 2 所示为某高性能处理器的电源时序图，图3 所示为每个电源的上电时序规格要求。

图 2 某高性能处理器的电源上电时序图

图3 某高性能处理器的各电源上电时序规格要求

除了严格的电源上电时序外，高性能处理器还需要稳定的电源电压供给，如下图4所示为某高性能处理器各模块的电源供给电压规格，内核电源电压的波动要求为+/- 2%或+/- 20mV。

图4 某高性能处理器的各电源的电压规格要求

2使用PicoScope测量电源上电时序

电源上电时序测试可以在 PicoScope 7 软件中或PicoSDK 下进行。

PicoScope 7 是兼容所有Pico实时 PicoScope示波器的新一代应用软件，该软件为标准配置，即使没有PicoScope示波器硬件，用户也可以从我们的网站（www.picotech.com/downloads）上下载安装并试用。它拥有您快速获取结果所需的所有分析工具，无论是执行简单测试还是调试复杂设计。延迟/相位测量是 PicoScope 7 中标配的数十种自动测量参数之一，它可用于测量多种电源之间的时序关系，同时可测量各电压其它相关的重要参数如幅度、纹波等。图 5 所示为在PicoScope 7 中同时采集四个波形并使用延迟测量参数对各波形之间的进行时序测量的示例。

图5 在PicoScope 7中测量多个电压波形之间的时序

除了 PicoScope 7 软件外，许多用户选择使用PicoScope 和PicoSDK（Pico软件开发套件）开发自己的测试平台。他们将PicoScope 集成到 ATE（自动测试设备）中，用于测试验证电源时序和电源纹波。8通道高性价比PicoScope 最受此类应用的欢迎。下图 6 所示为使用定制ATE 测试的电源波形，该 ATE 集成了Pico的8通道示波器PicoScope 4824A，用于电源的时序以及其它性能参数的测试，该ATE基于LabView实现对PicoScope的自动化控制和数据采集以及开发自己的应用软件。

图6 集成有PicoScope 4824A 的电源自动化测试设备

3 为什么选择 PicoScopes?

PicoScope 4824A 是电源时序测试及其它电源电压相关参数测试的理想选择。与电源测试应用相匹配的指标和合适的价格定位使得其具有超高性价比——带宽合适（20MHz）、通道数多（8通道）、ADC分辨率高（12位）、SDK功能强大等。如果您需要一台多通道、更高带宽的示波器来覆盖更多频率成分以测量高速系统中拥有更高频率的电源噪声，Pico Technology 提供有另外一款高带宽多通道 PicoScope 6824E 型号，带宽500MHz，拥有 8 个模拟通道，ADC分辨率8~12位硬件灵活可调。

图7 8通道高分辨率PicoScope 型号

用户喜欢将 PicoScope 示波器集成到他们的局部放电测试系统中是因为PicoScope 示波器所拥有的独特优势和强大功能：

1) 高可靠性

Pico Technology成立于1991年，专注于基于PC的测试仪器和数据采集设备的研发和制造。数十年的产品迭代和严格的质量控制，使得PicoScope示波器拥有高可靠性。

2) 高性价比

与传统台式仪器不同，PicoScope示波器没有内置PC，故结构简单，从而可拥有更多独特的硬件优势，包括高带宽、高采样率、深存储、高ADC分辨率、灵活可调ADC分辨率、多个模拟和数字输入通道、高速数据传输等。基于外部PC 的强大性能，PicoScope示波器可拥有更丰富的软件功能和更强大的数据分析处理能力，如可提供40多个串行解码器、高级数学函数（FFT、滤波函数、测量参数追踪图等）。此外，PicoScope示波器拥有数十种型号，用户更容易选择到一款经济实惠且与其应用相匹配的产品。

3) 高ADC分辨率和灵活可调ADC分辨率

PicoScope示波器提供从8位到16位的各种垂直分辨率选项。分辨率越高，垂直精度和动态范围就越大，波形显示就越清晰，测量结果会更精确。PicoScope示波器的ADC分辨率灵活可调，这个独特特点得益于Pico突破性的ADC管理技术，该技术允许用户在一个设备中通过协调多个ADC的工作从而实现从8位到16位的灵活切换。

4) 强大的软件开发包PicoSDK

PicoScope示波器提供了很多传统台式示波器通常不具备的互联和定制功能。SDK（软件开发工具包）允许用户为特定项目创建自定义应用程序。这使得PicoScope示波器不仅仅是一台通用的示波器。在SDK下运行的PicoScope示波器拥有更加出色的性能，比如它可以以高达312MS/s的速度连续采集数据并将其传输到PC，可实现最高200万段的分段存储，可以设置高级触发功能，可以编程控制示波器内置的任意波形发生器或函数发生器输出波形等。基于SDK编程控制PicoScope示波器简单容易，您可以在github.com/picotech上找到大量的基于各种编程语言的示例代码，而且我们也有专门的支持团队为用户自定义开发提供技术支持。

所有Pico产品（包括PicoScope示波器）均附带免费的SDK。SDK包含适用于Windows、macOS、Linux和 RaspberryPi (ARM7)的驱动程序。它允许用户使用诸如C、C#、C++、Python、MATLAB、LabVIEW和Microsoft Excel等通用的编程语言编写自己的应用程序来控制仪器。

5) 紧凑轻便

与往往比较笨重的传统台式示波器不同，PicoScope示波器紧凑、轻便且便于携带。与笔记本电脑配合使用时，PicoScope示波器可让您将整套电子工具与电脑一起装入一个包中。小巧的尺寸也使PicoScope示波器更易于集成到系统中，而几乎不会增加重量或体积。

关于 Pico Technology

Pico Technology是高性能电子测试仪器的全球领先制造商。源于英国剑桥强大电子工程传统，自创立以来，通过创建和领导创新的基于PC的测试仪器，比克实现了连续34年的增长。其独特的解决方案和完整的产品线为电子工程师提供了高性能且经济高效的工具，涵盖了从物理层到协议层的整个设计验证周期：

具有内置AWG，FG，逻辑分析仪，频谱分析仪，串行协议分析仪的实时示波器，提供高达16位ADC分辨率，4G超深存储器，8个高分辨率通道和真正的差分探测。紧凑的33GHz采样示波器使工程师能够轻松实现TDR特征阻抗测试，眼图和时钟恢复等。 PicoVNA（矢量网络分析仪），RF Synthesizer（射频信号合成器）和PicoConnect高带宽探头可扩展到RF应用。此外，还有最畅销的PicoLogger系列数据记录仪产品。

SDK允许用户与实现测试自动化的其他仪器一起开发自定义应用程序。终身免费软件和5年保修可保护客户的投资。

比克科技是未来。