解读Datalight 工程师分享：使用PicoScope4424示波器测量eMMC功耗

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D这家专门从事嵌入式系统相关的软件开发，他们有一套移动终端设备的数据存储方案，用来保证手机、笔记本、电脑医疗设备、汽车设备等等的数据安全。电流传感器的最新消息可以到我们平台网站了解一下，也可以咨询客服人员进行详细的解答！http://www.ghtelec.com/

C D，是一华盛顿大学的电子工程系应届生，他在D习期间，参与了一项存储系统功耗对比的项目，本文是他自述的一段测试经历：使用PS 4424示波器测试MMC功耗的过程，并给出了测试结果。以下是D提供的报告：

项目概览

D开发了一种容错的文件系统，以及一些提升MMC性能的驱动，供移动设备使用。比较初我被分配的一项任务是：给好几种不同的MMC闪存模块测量功耗，对比使用D软件前后的提升，给市场部门提供一些图表方便宣传展示。



图1：PS 4424测试MMC案例

收集数据

从一开始我就在想怎么从移动设备收集数据，有效地表征MMC的功耗，为了模仿真的应用，我先在使用D文件系统的L上运行性能跑分软件，结果会在命令行或者图形界面里面显示出来。

然后，我再测试了一组使用标准L文件系统的情况，对比它和D之间的区别。

MMC卡通常使用一个很小的方形封装，它可以直接焊接到PCB上面，也可以跟USB-SD读卡器连接。封装的尺寸有3种，每种的读卡器都不相同，大部分的读卡器都没有把V供电引脚印出来，他们基本上都是当作SD卡槽来用的。另外一些有V引出的读卡器，会带有一个两针的跳线，他们就是专门用来测量MMC功耗用的。

在测试过程中，我用到了两个读卡器的型号，MN和SD NAND，他们都引出了V信号，我在V跳线的两根针之间插入一个1Ω的电阻，借此测量功耗。

通过这种方法，我测试了许多种不同的MMC卡，并且把它们的功耗做了对比。

测量功耗

上面已经提到我用了1Ω电阻，测量两端的压差然后反算电流。际测试时，我用两根示波器的表笔分别测量电阻两端的电压。当然，为了测试报告好看，比较终的结果还需要换算成功率数值。MMC的供电电压大约是3315V，所以比较终MMC功耗是：P=   3315 – *其中是电流值。

大量数据怎么办

刚开始我是用E来收集数据的，后来发现它比较多只能存100万行左右，而我需要记录500万个数据点，直接把数据保存成E格式行不通。所以我用了一个开源软件CSV，每次记录100万个数据，分5次记录，然后把它们拼起来。



图2：CSV测试结果记录界面

测试设备方面，我曾尝试用自己熟悉的TMSODPO 2000系列，把数据保存成格式，同时保留波形截图。但是很快就遇到了问题：

虽然我可以用T示波器抓到500万个数据点，但是不幸地是当我抓取这么长时间波形的时候，采样率就变得太低了。我理想的测试时长是15分钟甚至更长，在这个过程当中，我不但要记录整段的功耗波形，还需要放大去分析局部的一些细节，比如在MMC进行读写操作的时候对应的功耗变化。换句话说我需要示波器在记录长时间波形的同时，采样率也足够高。



图3：T波形截图

另外，每测量一组结果我都要把数据和截图用优盘导入到电脑上，这非常耗时，在后面进行大量测试的时候这会浪费很多时间，所以我开始调研有没有基于PC控制的示波器。

入手PS

后来我查到了PT，在上我浏览了各种PS的型号，然后一个本地的代理商给我讲解了它们各自的特点和区别。在我的测试应用里面，T只能工作在125KS采样率下，归根结底是存储深度的限制。而PS同档次的产品存储深度可以达到T的10倍以上，因此记录同样长度的时间，采样率也就能高出10倍。

我立刻向D申请买一台PS 4424,一个星期就到货了。

PS软件界面很好用，所以从硬件到软件都比T那一台好太多了。我可以一次记录更长的时间，更多的波形，把数据保存到PC的过程也简便了许多。这一下子就解决了我之前遇到的所有问题。

用了PS以后，在保证采样率足够的前提下，我的测试流程时间提高到了7-10分钟，这在原来的T示波器上是办不到的。并且PS软件还提供了一个自动保存截图的功能，每一组测试完成，就会自动保存一张截图到硬盘，在运行过程中时自动保存，保证数据、截图顺序依次存储，比手动保存可靠方便。



图4：PS波形截图

测试流程

我的D性能测试流程有两种，分别叫FSS（数据库仿真）和BDT（底层块传输性能工具），跑分软件在L平台上用的是IO，A上面用的是RLBA上面的测试要求更精细，需要分别测量每个MMC模块的功耗以及整板的功耗。

此外我还测试了整板的供电压降，对于MMC而言，一点小小的压降都会导致卡识别不出来。（因涉及商业秘密，未贴出电流测试对比图）

总结

PS成功地帮助我测量并整理了MMC的功耗数据，这些结果直观准确地反映了D对于MMC的功耗提升。PS让我能够长时间地记录准确的电流波形，软件强大的功能直接可以换算功率数值，不需要再等待E漫长的计算过程。所以于我而言，PS真的是比较理想的测试设备。我想将来我会一直用它，并且也强烈推荐给你们。