一种基于In-Situ AVS技术的低功耗处理器实现方法

摘要

为了进一步降低ARM Cortex M0处理器的功耗,提出了一种基于In-Situ AVS(Adaptive Voltage Scaling)技术的低功耗电路实现方法.该方法通过电路的路径延时估算出监测窗口大小(ΔT)和电压调整的错误(pre-error)数量阈值(nlimit),将部分关键路径的触发器替换成实时延时检测电路,对重要的几条路径的延时和错误进行实时监测,经AVS控制单元和电压调整模块随着PVTA的变化自适应地调整电压,有效地降低电路功耗.在SMIC 180nm工艺下设计了一款ARM Cortex M0处理器,将此方法应用于处理器的一个关键模块,即AHB到APB的桥接电路(AHB_to_APB).测试结果表明,在一个观测区间(N=1 000)内错误率为8.9E-4时,电路功耗降低了28%.