自适应拟合负载关键路径的AVS电路的研究与设计
[Abstract]:With the rapid development of semiconductor industry, chip integration is becoming more and more high, resulting in more and more prominent power problems. At the same time, the rapid development of various portable equipment also put forward high requirements for the product's endurance. Unfortunately, battery technology has not kept pace with the development of circuit technology, so it is urgent to design efficient power management scheme. Adaptive voltage regulation (AVS) technology adopts real-time closed-loop voltage regulation, which greatly reduces the energy consumption of the load chip. In this paper, the power source of digital circuit is analyzed, and the effective method of reducing load chip energy consumption is discussed. Then some popular power management technologies are introduced, including dynamic DPM strategy, DVS and AVS, and the prominent features of AVS are analyzed and explained. Among the different implementation methods of AVS, AVS based on load critical path fitting is an ideal way to realize AVS because of its low hardware overhead and high adjusting precision. With the decrease of line width, the interconnect delay becomes more and more important, but the traditional critical path fitting only considers the delay of logic gate, which reduces the precision of fitting. The traditional critical path fitting method only takes the critical path of the whole load, that is, the longest delay path, which makes the power supply voltage is still calculated according to the most complex task when the load runs simple task. Reduces the energy saving effect when the load runs the simple task. In this paper, the two problems are improved and innovated, the interconnect delay and logic gate delay are fitted separately, the fitting precision is improved, and the critical paths of different work tasks are fitted separately. The energy saving effect is improved when the load is running simple task. The circuit designed in this paper uses Buck converter as power stage, voltage control mode and PWM modulation mode, working frequency is 2MHz, loop adopts phase leading compensation mode. Buck converter uses 3.3V input voltage, output voltage 0.7V-1.8V is adjustable, voltage step is 25mV. The digital load is an arithmetic machine that can add 16-bit two input and multiply three different work tasks. The frequency range is 30MHz-100MHz. After expatiating the design principle and working mode of the circuit, the paper introduces the key modules of the circuit, such as delay detection, voltage regulation algorithm, main control logic and so on. Finally, the feasibility of the designed AVS circuit is verified by circuit simulation. When the load task or frequency is changed, the output voltage of the Buck converter can be adjusted to the lowest value under the normal operation of the load in real time.
【学位授予单位】:电子科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TN402
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,本文编号:2226989
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