自适应调压SoC系统及控制方法技术方案

本申请涉及一种自适应调压SoC系统及控制方法，其中，自适应调压SoC系统包括相互连接的电源电路和节能优化电路；其中，电源电路分别连接电池供电单元、电源供电单元；电源电路连接SoC系统的内部设备，并提供供电电压；电源电路用于采用电池供电单元或电源供电单元进行供电，以输出供电电压；节能优化电路用于获取SoC系统的状态数据，并根据状态数据调节电源电路的供电电压和工作频率；状态数据包括频率信息、电压信息和温度信息；本申请通过系统电源架构的设计对电压进行快速调整并进一步减小时序裕量，实现了对功耗的更深层次优化。实现了对功耗的更深层次优化。实现了对功耗的更深层次优化。

【技术实现步骤摘要】
自适应调压SoC系统及控制方法


[0001]本申请涉及低功耗设计
，特别是涉及一种自适应调压SoC系统及控制方法。

技术介绍

[0002]随着集成电路的工艺特征尺寸越来越小，以及其不断提高的工作频率，芯片设计面临的挑战越来越大，其中包含了天线效应、电源/地线网络压降、时序收敛、功耗等问题，尤其功耗问题面临的挑战格外严峻。一方面，逐渐增加的应用需求例如3D(three dimensional，简称3D)游戏、物联网设备等，在功耗上有了越来越大的要求；另一方面，芯片在不同工艺、电压、温度(Process、Voltage、Temperature，简称PVT)条件下以及在不同的老化程度下工作会对芯片的实际工作情况产生相应的影响。
[0003]在实际的应用场景中，不仅存在着在不同情况下对芯片功能、性能、功耗的需求不同，甚至芯片在不同情况下执行不同的功能也会使得其对系统频率、工作电压等因素的约束条件也不同，而且不同工作环境如温度不同以及芯片使用时产生的老化效应等因素会对芯片中电路的延时关系产生影响。一般为解决以上这些偏差因素的影响，在芯片实际本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自适应调压SoC系统，其特征在于，包括相互连接的电源电路和节能优化电路；其中，所述电源电路分别连接电池供电单元、电源供电单元；所述电源电路连接所述SoC系统的内部设备，并提供供电电压；所述电源电路用于采用所述电池供电单元或所述电源供电单元进行供电，以输出所述供电电压；所述节能优化电路用于获取所述SoC系统的状态数据，并根据所述状态数据调节所述电源电路的所述供电电压和工作频率；所述状态数据包括频率信息、电压信息和温度信息。2.根据权利要求1所述的自适应调压SoC系统，其特征在于，所述电源电路包括电源门控单元，以及均与所述电源门控单元连接的第一线性稳压器、第二线性稳压器、第三线性稳压器和第四线性稳压器；所述内部设备包括第一内核、第二内核、智能外设IP、输入输出设备和传感设备；其中，所述电源门控单元分别连接所述节能优化电路、所述电池供电单元、所述电源供电单元和所述输入输出设备；所述第一线性稳压器连接所述传感设备；所述第二线性稳压器连接所述第一内核；所述第二线性稳压器和所述第三线性稳压器均连接所述智能外设IP；所述第四线性稳压器连接所述第二内核。3.根据权利要求1所述的自适应调压SoC系统，其特征在于，所述节能优化电路包括依次连接的随机存储器RAM、数据预处理模块、裕量生成处理模块、模式选择寄存器组、复制关键路径RCP电路，以及与所述数据预处理模块相连的电源调校模块；其中，所述电源调校模块和所述复制关键路径RCP电路均连接所述电源电路。4.根据权利要求3所述的自适应调压SoC系统，其特征在于，所述节能优化电路还包括传感器、第一寄存器、第二寄存器、MUX数据选择器、第一与门、第二与门、与非门、第一异或门、第二异或门和RCP同步电路；其中，所述传感器与所述数据预处理模块相连；所述RCP同步电路分别连接所述裕量生成处理模块、所述复制关键路径RCP电路；所述第一寄存器的输入端连接所述与非门的一输入端，一输出端分别连接所述与非门的另一输入端、所述第一与门的一输入端、所述第二与门的一输入端，另一输出端连接所述第二寄存器的一输入端；所述与非门的输出端连接所述复制关键路径RCP电路；所述第一与门的另一输入端连接所述模式选择寄存器组，输出端分别连接所述复制关键路径RCP电路、所述第一异或门的一输入端；所述第二与门的另一输入端连接所述模式选择寄存器组，输出端分别连接所述复制关键路径RCP电路、所述第二异或门的一输入端；所述第一异或门的另一输入端和所述第二异或门的另一输入端均连接所述复制关键路径RCP电路；所述MUX数据选择器的一输入端连接所述第一异或门的输出端，另一输入端连接所述第二异或门的输出端，一输出端连接所述模式选择寄存器组，另一输出端连接所述第二寄存器的另一输入端；所述第二寄存器的输出端连接所述裕量生成处理模块。5.根据权利要求4所述的自适应调压SoC系统，其特征在于，所述复制关键路径RCP电路包括若干顺次连接的延迟单元；所述延迟单元包括第一PMOS管、第二PMOS管、第三PMOS管、第四PMOS管、第五PMOS管、第六PMOS管、第七PMOS管、第八PMOS管、第一NMOS管、第二NMOS管、第三NMOS管、第四NMOS管、第五NMOS管和第六NMOS管；
其中，所述第一PMOS管的栅极、所述第二PMOS管的栅极、所述第一NMOS管的栅极、所述第二NMOS管的栅极和所述第七PMOS管的栅极均连接所述与非门的输出端；所述第一PMOS管的源极、所述第三PMOS管的源极、...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡田田，习伟，李鹏，邓清唐，姚浩，陈波，杨英杰，李肖博，陶伟，关志华，
申请(专利权)人：南方电网数字电网研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：