最近和用户沟通如何测量笔记本电脑里面BGA封装的DDR5颗粒的功耗的，和国外工程师沟通后，发现可以使用一种个非常方便的方法“旁路“长时间监控这些BGA DDR5颗粒，实际上，这类”旁路方法“可以用应用于任意的非标准接口，例如我们经常谈到PCIe插卡、U.2, U.3, SAS, SATA, M.2, EDSFF(E1,S E1.L, E3.S, E3.L)等各类插卡或者SSD/HDD的测试。

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在现代电子设备中，功耗分析是确保性能与稳定性的关键环节，尤其是在高密度集成电路（如BGA封装的DDR内存芯片）中。本文将探讨如何通过Quarch的Shunt Power Analysis Module（PAM）来精确测量和分析BGA封装芯片，特别是DDR5内存模块的功耗，并展示该技术如何为电气工程师提供更准确的数据。

1. Quarch Shunt PAM概述

Quarch的Shunt Power Analysis Module（PAM）是一种高精度测量工具，专为测量芯片及其电源的电流、电压和功耗而设计。该模块采用外接分流电阻的方式，通过测量电流和电压的变化来推算功耗。这种方式的优势在于，它能够在不干扰设备工作状态的前提下，提供实时的功耗数据，是对传统万用表测量方法的有力补充。

2. BGA封装DDR内存功耗测量挑战

BGA（Ball Grid Array）封装是一种常见的高密度封装形式，广泛应用于内存芯片（如DDR5模块）。在笔记本电脑或服务器中，DDR5内存模块不仅需要高带宽，还要求在极低功耗下运行以确保电池寿命和系统稳定性。因此，精确测量和分析BGA封装DDR内存的功耗变得尤为重要。

BGA封装的DDR5内存芯片通常具有多个电压轨（如VDD, VDDQ），并且这些电压轨的电流变化直接影响到功耗。传统的功耗测量方法，如使用万用表，往往无法提供高精度的实时数据，特别是在多电压轨、多通道并行工作的情况下。为此，使用Quarch的Shunt PAM可以解决这一挑战。

3. Quarch PAM在BGA封装DDR5功耗分析中的应用

根据最新的客户反馈和使用经验，Quarch的Shunt PAM模块已经在多个应用场景中获得成功应用，尤其是在BGA封装DDR5内存的功耗分析中。以最近的案例为例，两个客户都在使用Shunt PAM进行功耗测试，其中一个客户将其电压轨连接到4通道Shunt PAM模块，而另一个客户则使用了外部的分流电阻测试夹具来连接已嵌入测试板上的分流电阻。

在这些案例中，Shunt PAM模块的优势非常明显：

• 高精度测量：Shunt PAM能够准确测量低至100µA的电流，使得即使是低功耗的DDR5模块也能被精确分析。

• 简易自动化：通过Shunt PAM，客户能够轻松实现自动化数据采集，避免了传统手动测量的繁琐和误差。

• 灵活性：对于已嵌入分流电阻的测试板，用户可以选择外部分流测试夹具，这样可以在不影响电路正常工作的情况下，进行精准的功耗测量。

• 数据丰富性：Shunt PAM提供了多个电压轨的实时数据，帮助工程师深入分析每个电压轨的功耗变化，从而优化设计和调试过程。

4. 如何使用Quarch Shunt PAM进行功耗分析

使用Quarch Shunt PAM进行功耗分析的步骤如下：

1. 选择适当的Shunt PAM模块：

• 对于低功耗应用（如DDR5内存），可以选择2通道模块，该模块支持低至100µA的电流测量。

• 如果需要测量多个电压轨或更高功耗的应用，4通道模块将提供更大的测量灵活性。

2. 连接电压轨：

• 如果客户的测试板已经设计了嵌入式分流电阻，可以使用Quarch的外部分流电阻夹具将Shunt PAM模块与电压轨连接。

• 对于未设计嵌入分流电阻的测试板，则需要将电流路径通过Shunt PAM模块的内部分流电阻进行测量。

3. 配置和数据采集：

• 配置Shunt PAM模块，确保选择合适的电流量程并设置自动采集模式。

• 通过Quarch提供的软件界面，可以实时监控电流、电压及功耗数据，并进行数据记录和分析。

4. 数据分析与优化：

• 根据实时采集的功耗数据，工程师可以深入分析每个电压轨的表现，识别潜在的功耗问题，并优化电源管理策略。

• 如果需要，用户还可以通过不同的测试场景（如高负载、低负载等）对比分析功耗变化。

5. 案例分析：客户成功故事

如前所述，多个客户已经成功使用Shunt PAM模块进行BGA封装DDR5内存的功耗测试。在上周国外的一次客户访谈中，一位客户分享了他们如何利用Quarch的外部分流电阻夹具和4通道模块，精确捕捉到DDR5内存模块在不同工作负载下的功耗变化。另一个客户则通过将电压轨连接到2通道模块，获取了每个电压轨的详细功耗数据，帮助他们优化了内存的电源设计。

6. BGA芯片功耗监控总结

Quarch Shunt PAM模块提供了一个高效、精确的解决方案，用于分析各类BGA封装芯片的功耗，尤其是在测量DDR5内存的功耗时。通过其强大的电流、电压和功耗测量能力，结合外部分流电阻夹具的灵活性，工程师可以轻松获取更丰富的数据，优化设计，提升产品性能。无论是低功耗测量还是多电压轨的并行分析，Quarch PAM都能够提供卓越的精度和便利性，是现代硬件开发中不可或缺的工具。