米乐|米乐·M6(中国大陆)官方网站-双ARM7SoC参考设计实现多电压AVS

本文摘要：电压调节技术与频率调节技术的融合用于为时钟转换加到了新的原则，以保证新的时钟频率享有安全性的电压电平。

电压调节技术与频率调节技术的融合用于为时钟转换加到了新的原则，以保证新的时钟频率享有安全性的电压电平。此外，电压调节功能必须在SoC内创立电压域。

这将在两个星型电压域之间或星型电压域和静态电压域之间创立电压域模块。横跨模块的星型电压电平劣为模块设计带给了独有挑战。时钟、信号电平切换以及电压域隔绝等问题都必需细心考虑到，以保证最较短延后和信号完整性。　　先进设备电源控制器　　作为美国国家半导体PowerWise技术的一部分，先进设备电源控制器(APC)目的帮助调节电压域的电压掌控。

APC反对闭环自适应电压调节(AVS)和开环动态电压调节(DVS)。APC反对动态频率调节功能，具有至时钟管理单元(CMU)的模块，可为SoC获取时钟信号。

电压电平可通过PowerWise模块(PWI)传输给芯片外协同电源单元。硬件性能监控电路(HPM)用作AVS闭环电压掌控。APC根据HPM获取的芯片性能信息，要求最佳的供电电压，以实现目标性能水平。

在要求电压电平时，SoC制程变化、SoC晶粒温度变化、稳压器偏置或偏差以及系统静态电阻压降都会自动获得补偿。DVS模式则依照预先原作的电压频率对照表展开操作者。

　　参照设计　　PowerWiseCamera(PWCAM)参照设计测试芯片用作技术检验和展示。PWCAM是仿真标准化双处理器架构。图1是PWCAM的框图。PWCAM包括两套独立国家的基于ARM7的处理器系统：相连处理器和图像处理器。

每套系统都有一组AHB和APB外设。每个CPU、AHB和APB都是由同一系统时钟驱动，时钟频率高达96MHz。相连处理器和图像处理器通过核间通信单元(ICCU)展开通信。

这个通信单元是异步AHB-AHB桥。只有图像处理器可以必要采访外部存储器。设计目标是为了将独立国家的频率和电压调节功能引进相连处理器和图像处理器，这拒绝对APC的设计和构建展开合理区分。

　　AVS中的时钟转换　　对于电压调节与频率调节功能统合而言，最重要的拒绝是在频率还并未转换之前，保证新的频率所须要电压做到。如果徵低时钟频率，在时钟转换为新的频率之前，电压必需提高至充足低的水平。

如果下调时钟频率，时钟可以立刻转换为新的频率，因为电压电平早已充足。为了符合这个拒绝，时钟调节掌控必需通过APC。

APC利用目标索引和当前索引等接口协议，来批准后实际系统时钟转换。　　AVS电压域分区　　一般而言，电压调节与时钟频率调节总是融合在一起。

时钟域边界大自然沦为AVS电压域边界的自由选择。时钟域边界的异步模块使得多电压AVS部署显得更加非常简单。

然而，由于性能原因，有时有可能必须使用实时模块。将IP块构建入AVS电压域一般来说必须IP块级的分区转变，以便隔开电压域。很多IP块包括不只一个时钟域。

例如，外设块包括一个内部总线模块时钟和另一个外设时钟。内部总线时钟根据系统时钟展开调节，而外设时钟则按照相同频率运营。

相对于对IP展开新的分区以将IP块构建到AVS电压域内，有时让IP块相同频率部分以低于AVS电压电平展开操作者，从而使整个IP块构建到AVS电压域内，更加更容易。　　PWCAM分区必须考虑到这些因素。

图1得出具有电压域边界的PWCAM，用作掌控AVS的嵌入式APC和HPM，以及必须信号水平移往的模块。此外，相连处理器内的SRAM也展开分区，以便由存储器保有电压供电。

存储器保有电压可以在展开频率调节时跟踪AVS电压，但有上限箝位电压，保证即使逻辑部分断电或在不适合电压电平下，SRAM始终保持有效地数据。　　电平切换及断电信号箝位　　有两种电压域模块，一种是静态电压域和AVS电压域之间的模块;另一种是两个独立国家AVS电压域之间的模块。

信号穿过电压域边界，必须将电平切换以便目的域能准确辨识。　　PWCAM使用的电平切换策略保证出入域的信号都有坐落于AVS域边界的电平转换器。

除了继续执行电平切换之外，电平转换器还可起着屏蔽起到，将信号维持在适当的电压域内，最大限度增加信号完整性问题。如果AVS电压域反对断电功能，系统在断电状态下将输出及输入箝定在未知状态十分最重要。这种箝位功能很更容易就能统合到电平转换器内。

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