用于低功耗SoC设计的自适应电压调节技术

PowerWise AVS 的优点  

图 5 同时显示了各种功耗的模拟图，包括固定电压、开环 DVS 和闭环 AVS 供电系统。  

模拟图使用了一个 ±10% 的调节方法，为96MHz 、低速仿真模型以及 120 度连结温度等设计工作条件提供固定而且是 DVS 的电压。这些条件代表了一个 ASIC 设计中常见的时序分析条件。  


图 5 – 模拟的功率图：采用 AVS、2 级 DVS 和固定供电电压的 0.13 微米设计

Power Consumption Conparison：功耗比较图
Simulated, 130nm, Typical Silicon, Room Temp：模拟条件：0.13 微米典型芯片，室温
Power(Normalized)：功耗（标准化）
Frequency(MHz)：频率（MHz）
Fixed Voltage：固定电压
DVS(2-step)：DVS（2-级）
  
DVS 的数据表示了一种两级式供电系统。在 70 MHz 以上频率时，采用 1.2V 供电，而在低于 70MHz 频率时，则提供 0.9V 电压。AVS 的供电电压等于模拟设计中发生一个时序错误时的电压与考虑 HPM 准确性的适当电压裕度之和。  

当系统在可调节频率下工作时，DVS 和 AVS 共同达成降低固定电压系统功耗的目标。AVS 在所有工作频率时都能提供降低功耗的额外好处。达到设计目标频率的节能是采用低速芯片时最大频率与最大连结温度条件下闭环时序的设计需要。  

结论  

功耗和能效都是系统设计的重要考虑因素。在系统设计中使用 DVS 或 AVS 可以使固定电压系统获得显著的节能效果。当频率可调节系统的工作频率低于最大设计频率时，DVS 可提供节电节能功能。AVS 则在固定频率系统和可变/可调节频率系统中发挥节电节能作用。PowerWise 自适应电压调节技术可以在 SoC 的所有设计工作频率下达到显著的降低功耗目的，包括最大设计目标频率。