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　　電壓調(diào)節(jié)技術(shù)與頻率調(diào)節(jié)技術(shù)的結(jié)合使用為時(shí)鐘切換添加了新原則，以確保新時(shí)鐘頻率擁有安全的電壓電平。此外，電壓調(diào)節(jié)功能需要在SoC內(nèi)創(chuàng)建電壓域。這將在兩個(gè)可變電壓域之間或可變電壓域和靜態(tài)電壓域之間創(chuàng)建電壓域接口。跨越接口的可變電壓電平差為接口設(shè)計(jì)帶來(lái)了獨(dú)特挑戰(zhàn)。時(shí)鐘、信號(hào)電平轉(zhuǎn)換以及電壓域隔離等問題都必須仔細(xì)考慮，以確保最短延遲和信號(hào)完整性。

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　　先進(jìn)電源控制器

　　作為美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體PowerWise技術(shù)的一部分，先進(jìn)電源控制器(APC)旨在協(xié)助調(diào)節(jié)電壓域的電壓控制。APC支持閉環(huán)自適應(yīng)電壓調(diào)節(jié)(AVS)和開環(huán)動(dòng)態(tài)電壓調(diào)節(jié)(DVS)。APC支持動(dòng)態(tài)頻率調(diào)節(jié)功能，帶有至?xí)r鐘管理單元(CMU)的接口，可為SoC提供時(shí)鐘信號(hào)。電壓電平可通過PowerWise接口(PWI)傳送給芯片外協(xié)同電源單元。硬件性能監(jiān)控電路(HPM)用于AVS閉環(huán)電壓控制。APC根據(jù)HPM提供的芯片性能信息，決定最佳的供電電壓，以實(shí)現(xiàn)目標(biāo)性能水平。在決定電壓電平時(shí)，SoC制程變化、SoC晶粒溫度變化、穩(wěn)壓器偏置或偏差以及系統(tǒng)靜態(tài)電阻壓降都會(huì)自動(dòng)得到補(bǔ)償。DVS模式則依照預(yù)先設(shè)定的電壓頻率對(duì)照表進(jìn)行操作。

　　參考設(shè)計(jì)

　　PowerWise Camera(PWCAM)參考設(shè)計(jì)測(cè)試芯片用于技術(shù)驗(yàn)證和演示。PWCAM是模擬通用雙處理器架構(gòu)。圖1是PWCAM的框圖。PWCAM包含兩套獨(dú)立的基于ARM7的處理器系統(tǒng)：連接處理器和圖像處理器。每套系統(tǒng)都有一組AHB和APB外設(shè)。每個(gè)CPU、AHB和APB都是由同一系統(tǒng)時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)，時(shí)鐘頻率高達(dá)96MHz。連接處理器和圖像處理器通過核間通信單元(ICCU)進(jìn)行通信。這個(gè)通信單元是異步AHB-AHB橋。只有圖像處理器可以直接訪問外部存儲(chǔ)器。設(shè)計(jì)目標(biāo)是為了將獨(dú)立的頻率和電壓調(diào)節(jié)功能引入連接處理器和圖像處理器，這要求對(duì)APC的設(shè)計(jì)和集成進(jìn)行恰當(dāng)區(qū)分。

　　AVS中的時(shí)鐘切換

　　對(duì)于電壓調(diào)節(jié)與頻率調(diào)節(jié)功能整合而言，最重要的要求是在頻率還未切換之前，確保新頻率所需電壓到位。如果調(diào)高時(shí)鐘頻率，在時(shí)鐘切換為新頻率之前，電壓必須提升至足夠高的水平。如果調(diào)低時(shí)鐘頻率，時(shí)鐘可以立即切換為新頻率，因?yàn)殡妷弘娖揭呀?jīng)足夠。為了滿足這個(gè)要求，時(shí)鐘調(diào)節(jié)控制必須通過APC。APC利用目標(biāo)索引和當(dāng)前索引等接口協(xié)議，來(lái)批準(zhǔn)實(shí)際系統(tǒng)時(shí)鐘切換。