一般而言，電壓調(diào)節(jié)與時鐘頻率調(diào)節(jié)總是結(jié)合在一起。時鐘域邊界自然成為AVS電壓域邊界的選擇。時鐘域邊界的異步接口使得多電壓AVS部署變得更為簡單。然而，由于性能原因，有時可能需要采用同步接口。將IP塊集成進AVS電壓域通常需要IP塊級的分區(qū)改變，以便分隔電壓域。很多IP塊包含不只一個時鐘域。例如，外設(shè)塊包含一個內(nèi)部總線接口時鐘和另一個外設(shè)時鐘。內(nèi)部總線時鐘根據(jù)系統(tǒng)時鐘進行調(diào)節(jié)，而外設(shè)時鐘則按照固定頻率運行。相對于對IP進行重新分區(qū)以將IP塊集成到AVS電壓域內(nèi)，有時讓IP塊固定頻率部分以最低AVS電壓電平進行操作，從而使整個IP塊集成到AVS電壓域內(nèi)，更為容易。

　　PWCAM分區(qū)需要考慮這些因素。圖1給出帶有電壓域邊界的PWCAM，用于控制AVS的嵌入式APC和HPM，以及需要信號水平轉(zhuǎn)移的接口。此外，連接處理器內(nèi)的SRAM也進行分區(qū)，以便由存儲器保留電壓供電。存儲器保留電壓可以在進行頻率調(diào)節(jié)時追蹤AVS電壓，但有下限箝位電壓，確保即使邏輯部分斷電或在不合適電壓電平下，SRAM始終保持有效數(shù)據(jù)。

　　電平轉(zhuǎn)換及斷電信號箝位

　　有兩種電壓域接口，一種是靜態(tài)電壓域和AVS電壓域之間的接口;另一種是兩個獨立AVS電壓域之間的接口。信號穿越電壓域邊界，需要將電平轉(zhuǎn)換以便目的域能正確識別。

　　PWCAM 采用的電平轉(zhuǎn)換策略確保進出域的信號都有位于AVS域邊界的電平轉(zhuǎn)換器。除了執(zhí)行電平轉(zhuǎn)換之外，電平轉(zhuǎn)換器還可起到屏蔽作用，將信號保持在相應(yīng)的電壓域內(nèi)，最大限度減少信號完整性問題。如果AVS電壓域支持斷電功能，系統(tǒng)在斷電狀態(tài)下將輸入及輸出箝定在已知狀態(tài)非常重要。這種箝位功能很容易就能整合到電平轉(zhuǎn)換器內(nèi)。

　　電壓域邊界的同步定時

　　自適應(yīng)調(diào)節(jié)電壓域里的信號定時根據(jù)電壓電平的變化而變化。如果電壓域采用同步接口，在設(shè)計信號路徑和時鐘路徑時，要仔細考慮定時路徑的可變特性。

　　AC定時路徑

　　如果任何交流定時路徑(輸入路徑或輸出路徑)的部分在調(diào)節(jié)電壓域內(nèi)，輸入設(shè)置/保持時間或輸出有效時間在調(diào)節(jié)電壓范圍內(nèi)大幅度波動。如果技術(shù)規(guī)格無法承受這樣大的變動，則必須采取措施將這種變動減至最少。類似一般定時優(yōu)化技術(shù)，通常是使取樣反轉(zhuǎn)盡量接近電壓域邊界。

　　內(nèi)部定時路徑

　　與可變定時相關(guān)的內(nèi)部路徑是指兩個電壓域之間的反轉(zhuǎn)至反轉(zhuǎn)(flop to flop)定時路徑，而其中至少有一個是電壓調(diào)節(jié)域。由于電壓調(diào)節(jié)功能與時鐘頻率調(diào)節(jié)功能結(jié)合在一起，因此當(dāng)電壓向下調(diào)節(jié)時，會有更多的設(shè)置時間。時鐘路徑的可變定時則會使調(diào)節(jié)電壓域與靜態(tài)電壓域之間的時鐘偏差也隨之改變。電壓下調(diào)幅度越大，時鐘偏差也越大。最后所得到的結(jié)果是信號路徑的周期時間會縮短，而且也會出現(xiàn)保持時間的問題。添加時間延遲補償電路以便為所有可能出現(xiàn)的定時 時間轉(zhuǎn)變作出補償并不可行，因為時鐘的偏差幅度太大，實在無法預(yù)測。為了解決這個可變定時時間問題，關(guān)鍵是添加時鐘同步功能，以盡量減少時鐘偏差，更重要的是，使時鐘偏差幅度可以預(yù)測。

　　AVS/DVS設(shè)計考慮因素

　　與典型系統(tǒng)設(shè)計相比，進行多電壓調(diào)節(jié)電路設(shè)計需注意以下幾方面：額外的資料庫特征化和定時驗證點;在設(shè)計體系、分區(qū)和編碼等方面進行電壓域考慮，協(xié)助正確布局;電平轉(zhuǎn)換器插入及校驗;掃描插入、緩沖插入及ECO都必須考慮電壓域。

　　結(jié)論

　　由于電平調(diào)節(jié)的自適應(yīng)性，多電壓AVS對于功率優(yōu)化是非常有效的。采用多個調(diào)節(jié)電壓域，確實會使設(shè)計及實施變得更為復(fù)雜。但PWCAM測試芯片的例子表明，只要進行適當(dāng)規(guī)劃和執(zhí)行，其復(fù)雜程度在可控范圍內(nèi)。功耗的大幅度降低表明這種努力是值得的。