自適應(yīng)擬合負(fù)載關(guān)鍵路徑的AVS電路的研究與設(shè)計(jì).pdf

1、伴隨著半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，芯片的集成度越來(lái)越高，由此產(chǎn)生的功耗問(wèn)題也越來(lái)越突出。與此同時(shí)，各種便攜設(shè)備飛速發(fā)展也對(duì)產(chǎn)品的續(xù)航能力提出了高要求。遺憾的是，電池技術(shù)卻沒(méi)有跟上電路技術(shù)的發(fā)展步伐，因此設(shè)計(jì)高效的電源管理方案已經(jīng)迫在眉睫。自適應(yīng)電壓調(diào)節(jié)AVS技術(shù)采用實(shí)時(shí)的閉環(huán)電壓調(diào)節(jié)方式，使得負(fù)載芯片的能耗大幅降低。
　　本文首先分析了數(shù)字電路的功耗來(lái)源，闡述了降低負(fù)載芯片能耗的有效方法。然后介紹了當(dāng)前熱門(mén)的一些電源管理技術(shù)，包括動(dòng)DP

2、M策略、DVS技術(shù)以及AVS技術(shù)，并對(duì)AVS技術(shù)的突出特點(diǎn)進(jìn)行了分析說(shuō)明。在A(yíng)VS技術(shù)的不同實(shí)現(xiàn)方式中，基于負(fù)載關(guān)鍵路徑擬合的AVS硬件開(kāi)銷(xiāo)小、調(diào)節(jié)精度高，是一種較理想的AVS技術(shù)實(shí)現(xiàn)方式。
　　隨著工藝線(xiàn)寬減小，互連線(xiàn)延時(shí)變得越來(lái)越不可忽視，而傳統(tǒng)的關(guān)鍵路徑擬合只考慮到了邏輯門(mén)的延時(shí)，這降低了擬合的精確度。且傳統(tǒng)的關(guān)鍵路徑擬合方式僅僅取整個(gè)負(fù)載的關(guān)鍵路徑，也就是延時(shí)最長(zhǎng)的路徑，這使得負(fù)載運(yùn)行簡(jiǎn)單任務(wù)時(shí)，供電電壓依然是按最復(fù)雜任務(wù)

3、計(jì)算，降低了負(fù)載運(yùn)行簡(jiǎn)單任務(wù)時(shí)的節(jié)能效果。本文針對(duì)這兩個(gè)問(wèn)題做了改進(jìn)與創(chuàng)新，將互連線(xiàn)延時(shí)與邏輯門(mén)延時(shí)分開(kāi)擬合，提高了擬合精度；對(duì)負(fù)載不同工作任務(wù)的關(guān)鍵路徑分開(kāi)進(jìn)行擬合，提高了負(fù)載運(yùn)行簡(jiǎn)單任務(wù)時(shí)的節(jié)能效果。
　　本文設(shè)計(jì)的電路使用Buck變換器作為功率級(jí)，采用電壓控制模式，PWM調(diào)制模式，工作頻率為2MHz，環(huán)路采用相位超前補(bǔ)償方式。Buck變換器輸入電壓3.3V，輸出電壓0.7V-1.8V可調(diào)，調(diào)壓步進(jìn)為25mV。數(shù)字負(fù)載為可進(jìn)行