[发明专利]一种SOC自适应电压调节系统

说明书

本发明提供了一种SOC自适应电压调节系统，包括：数字线性稳压器、延时链监测器、电源管理单元、参考电压产生单元和数字负载；延时链监测器用于监测数字负载的运行环境，运行环境至少包括数字负载的工作电压、工艺角、温度和电路频率；电源管理单元用于根据运行环境生成电压数控信号；参考电压产生单元用于根据电压数控信号生成参考电压，并传输至数字线性稳压器；数字线性稳压器用于为数字负载提供工作电压，且用于判断出当前的参考电压与上一次的参考电压不同时对工作电压进行调节，直至工作电压与当前的参考电压差值在允许范围内。本发明提供的技术方案，保证数字负载正常工作基础上有效压缩电压余量，大幅度的降低负载功耗。

技术领域

本发明涉及集成电路设计技术领域，更为具体地说，涉及一种SOC(System-on-a-Chip)自适应电压调节系统。

背景技术

半导体工艺的迅速发展极大地提高了微处理器的性能，与此同时，也带来了越来越高的功耗损失。自适应电压调节技术被广泛应用于电源管理系统中用来降低数字电路负载的动态功耗。

理论上电路的最佳运行电压-频率工作点取决于当前的运行环境，包括随着芯片的集成温度、电压降、老化、工艺差等，然而，芯片在设计阶段就要考虑最坏情况下的运行条件，因此，设计人员往往在芯片设计阶段，为了保证芯片的正常运行，使得最坏情况下依然能够正常运行，留有较大的时序余量，造成功耗的浪费，同时也为自适应调节电压提供了可调范围的时序余量。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种SOC自适应电压调节系统，有效地解决了现有技术存在的技术问题，保证数字负载正常工作基础上有效压缩电压余量，大幅度的降低负载功耗。

为实现上述目的，本发明提供的技术方案如下：

一种SOC自适应电压调节系统，包括：数字线性稳压器、延时链监测器、电源管理单元、参考电压产生单元和数字负载；

所述延时链监测器用于监测所述数字负载的运行环境，所述运行环境至少包括所述数字负载的工作电压、工艺角、温度和电路频率；

所述电源管理单元用于根据所述运行环境生成电压数控信号；

所述参考电压产生单元用于根据所述电压数控信号生成参考电压，并传输至所述数字线性稳压器；

所述数字线性稳压器用于为所述数字负载提供工作电压，且用于判断出当前的参考电压与上一次的参考电压不同时对所述工作电压进行调节，直至所述工作电压与所述当前的参考电压差值在允许范围内。

可选的，所述延时链监测器用于在所述数字线性稳压器调节所述工作电压稳定后，开启监测所述数字负载的运行环境。

可选的，所述延时链监测器包括：关键路径复制延时链、调压时序余量延时链、时钟树延时链、第一D触发器至第四D触发器、第一异或门、第二异或门、与门、控制反相器和控制单元；

所述时钟树延时链的输入端接入所述数字负载的时钟树信号，所述时钟树延时链的输出端与所述第一D触发器的时钟输入端相连，所述第一D触发器的数据锁存输出端与所述第二D触发器的数据输入端相连、所述控制反相器的输入端和所述关键路径复制延时链的输入端均相连，所述控制反相器的输出端与所述与门的第二输入端相连，所述与门的第一输入端接入使能信号，所述与门的输出端与所述第一D触发器的数据输入端相连，所述使能信号用于在所述数字线性稳压器调节所述工作电压稳定后使能；

所述关键路径复制延时链的输出端与所述调压余量延时链的输入端相连，所述调压余量延时链的升压余量监测输出端与所述第三D触发器的数据输入端相连，所述调压余量延时链的降压余量监测输出端与所述第四D触发器的数据输入端相连；