代码收藏家 如何准确测量MCU功耗
功耗测量
一、相关概念
静态功耗和动态功耗：动态功耗为运行功耗，功耗测量注重每MHz下的功耗。静态功耗：待机功耗，电路没有翻转时的漏电流功耗，测量时可以手动把OSC短接或者控制OSC停振测量静态功耗即可。
模拟和数字模块功耗：vdd1p2是给数字模块供电的引脚。如果给vdd1p2供电数字模块就会关闭，此时测量的就是模拟模块的功耗。vdd1p2不外灌测量的是模拟+数字（ALON + SHUT域）的功耗。
可以参考电源管理模块框图：
模块功耗：模拟/数字模块，例如：BOR LVDIN 模拟模块等，spi/iic数字模块等
模式功耗：例如hold模式下面最低功耗，sleep下最低功耗，32K时钟run下最低功耗；（模式下关注最低功耗）
影响功耗测试的外界环境：高低温，高低压参数（热流仪，电源）
一般测功耗方式：通过开关某一模块，获得前后功耗测试值的变化量来标注，确保前后测试环境一致；测量一般要求测数次并进行数据平均，例如5次，以平均结果作为最终测试结果；
二、功耗的需求
- vccdet不同档位窗口值下的功耗；
- lvdin不同档位窗口值下的功耗；
- bor不同档位窗口值下的功耗；
- sleep模式下Ip_Ido不同档位，SRAM0不同档位配置，LRC开关，OSC不同档位遍历功耗，Ip_ldo输出电压测试
- hold模式下Ip_ldo不同档位，SRAM_x不同配置，FLASH不同配置遍历功耗，Ip_ldo输出电压测试
- 32Krun功耗
- 1P2电压外灌（可以计算出模拟和数字分别功耗）
- LP run模式下Ip_1do不同档位，取指开关分别功耗
- VREF LDO功耗
- 运行功耗，配置hrcpl不同时钟源，不同频率档位，cache开关遍历；
测量时关注LDOVREF校准状况和LDO电压输出状况。
三、测量仪器仪表
测量连接
通常测量仪器接接测试板VCC和GND两端测试，测量功耗的硬件架构为：
SMU功能
测量仪表仪器使用NI设备 SMU
SMU主要功能，（所提供的电流、电压值均可为正值或者负值）
1.提供单点电压同时测量电流值
2.提供电压序列同时测量最终的电流值，序列之间间隔最小为10us
3.提供单点电流并测量电压值
4.提供电流序列并测量电压值，序列之间间隔最小为10us
SMU性能指标
测量功耗电流是的误差精度如下，单通道电流精度一般为量程的0.035%：
四、功耗测量注意点
板子部分存在功耗
- DUT的VCC管脚和JLink的VCC管脚为连接状态，V2板子上VCC没有继电器可以断开；多余的连接先有可能影响功耗，可以将板上VCC管脚连到SMU的线割掉；JLink方面可以使用继电器控制JLink对测试板的供电，不需要外部连线对板供电
- TEST 脚为跳线帽常拉低状态，部分管脚强制为功能状态；测量功耗前软件将 TEST恢复为高
- 串口芯片的电源管脚和DUT的 VCC管脚为连接状态，TX和R管脚有继电器可以断开
MCU方面，可能存在干扰项
- TPS默认开启，存在分时开启功耗200uA左右；
- 低功耗模式下，电源类检测：bor vcc 1vdin存在分时检测，周期根据寄存器设置，功耗在几十以量級
- 进去低功耗模式下，wdt未关闭导致MCU发生复位，功耗反复变化，测不出目标值
仪器仪表方面
根据期望值，要在 MCU不同的运行阶段，设置对应并且合适的 limit 范围，否则影响测量精度
作者：qq_42301955
