[发明专利]一种面向低功耗应用的动态电压调节系统及实现方法

权利要求书

1.  一种面向低功耗应用的动态电压调节系统，其特征在于：该系统包括监测误差的片上监测模块（1）、根据系统实时参数自适应调节电压的自适应电源电压调节模块（2）、直流—直流转换器（3）、确定系统初始电压和缓冲器级数的动态电压调节初值模块（4）、主电路（5）；

其中，片上监测模块（1）的告警信号输出端和关键路径信号输入端分别与自适应电源电压调节模块（2）的告警信号输入端和主电路（5）关键路径输出端连接，动态电压调节初值模块（4）的电压输出端与自适应电源电压模块（2）的电压输入端对应连接，自适应电源电压调节模块（2）通过电压调节接口与直流-直流转换器（3）的电压输入端连接，直流-直流转换器（3）的电压输出端连接到主电路（5）的电源端。

2.根据权利要求1所述的面向低功耗应用的动态电压调节的系统，其特征在于：所述片上监测模块（1）包括时序监测模块（6）、亚稳态监测模块（8）和纠错模块（7），时序监测模块（6）的异或门的第一信号输入端和第二信号输入端分别与纠错模块的第三信号输入端和第四信号输入端相连接，亚稳态监测模块（8）的第一信号输出端通过滤波器与时序监测模块（6）的第二信号输出端连接到或门的第五信号输入端，或门的输出端连接到纠错模块（7）的信号选择端。

3.一种用于权利要求1所述系统的面向低功耗应用的动态电压调节的实现方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

步骤1：片上监测模块（1）在电压减小或者其他扰动影响下发生时序违规或者亚稳态时，会发出告警信号，通过片上监测模块（1）来监视可能出现问题的各个关键路径，将各类扰动的影响综合在时序延迟特性中；当出现违规时，向自适应电源电压调节模块（2）发出告警信号，同时，通过控制时钟来使得主电路（5）停止工作一个周期，并通过片上监测模块（1）保持数据的正确性；

步骤2：自适应电源电压调节模块（2）据此将电压值调高直至告警信号消除；当没有出现告警信号时，自适应电源电压调节模块（2）根据内置算法持续的降低电压直至出现告警信号；其中，电压初值和初始的缓冲器级数是由传统动态电压调节得到的开环控制值，通过内置的查找表可以查出频率和电压以及缓冲器级数一一对应的关系；电压调节的策略由自适应电源电压调节模块中的内置算法决定；结合上述步骤1中的主动控制，可迅速的将电压在有工艺偏差和环境干扰的情况下调整到最适合的临界电压值，从而使功耗最优化；

步骤3：自适应电源电压调节模块（2）通过电压调节接口控制直流-直流转换器（3），使得系统在避免错误的情况下，工作在临界电压。

4.根据权利要求3所述的面向低功耗应用的动态电压调节的实现方法，其特征在于，片上监测模块（1）通过监控主电路关键路径的时序违规情况和亚稳态发生状况产生告警信号，当电路发生时序违规时，片上监测模块（1）的触发器因为时钟不同，所采集的数据也会有所差异，后采到的数据较先前采到的数据正确率更高；同时对系统亚稳态进行监控，当出现亚稳态时，片上监测模块（1）中的反相器因为工艺不同，会将告警信号置高。

5.根据权利要求3或4所述的面向低功耗应用的动态电压调节的实现方法，其特征在于，片上监测模块（1）中触发器的延时可通过缓冲器的级数来控制，而缓冲器的级数又由自适应电源电压调节模块（2）产生的控制信号来控制。

6.根据权利要求3或4所述的面向低功耗应用的动态电压调节的实现方法，其特征在于，自适应电源电压调节的具体策略综合告警信号和内置算法产生，控制信号由内置算法决定。