[发明专利]基于指令使用的自适应电压缩放的方法和设备

摘要

本申请涉及基于指令使用的自适应电压缩放的方法和设备。不同软件应用程序可使用具有比复合处理器的最坏情况临界时序路径小的临界时序路径的指令集。对于此类应用程序，可降低电源电压，同时仍维持满足所述应用程序的性能要求必需的时钟频率。为了降低电源电压，使用一种自适应电压缩放方法。从多个临界路径中选择一临界路径以供在模仿逻辑上分析以确定所述所选临界路径在芯片上功能操作期间的属性。所述所选临界路径表示将在程序执行期间操作的最坏情况临界路径。在芯片上功能操作期间，响应于所述属性来控制电压，其中所述电压将功率供应给与所述多个临界路径相关联的功率域。所述电压降低基于指令集使用而减少功率耗用，从而允许延长电池寿命。

主权项

一种自适应电压缩放(AVS)电路，其包含：可编程时序路径模仿电路，其用于模仿所选临界路径，所述模仿电路具有程序可选路径延迟电路，所述程序可选路径延迟电路用于基于配置寄存器的配置输出来选择延迟以模仿所选临界路径并产生经延迟的输出，所述配置输出与所选临界路径相关联；包含所述配置寄存器的可编程控制逻辑，其用于基于将在芯片上操作的程序中的指令使用来配置所述可编程时序路径模仿电路以模仿所选临界路径，其中所选临界路径表示通过将在所述程序执行期间在芯片上操作的芯片上处理系统内的指令管线级的最坏情况临界路径延迟；以及测量电路，其用于在测量周期中测量在芯片上功能操作期间开始信号通过所述程序可选路径延迟电路的延迟以确定与具有所选临界路径的功率域的操作频率的周期相比的所选临界路径的时间余量，并基于所述时间余量来产生调整信号以用于控制电压调节器的输出电压，其中所述电压调节器将功率供应给所述功率域，其中所述可编程时序路径模仿电路包含：开始信号电路，其用于产生所述开始信号且起始所述测量周期，其中所述程序可选路径延迟电路包含：延迟元件的第一层，所述延迟元件一起耦合在具有程序可选第一层分接头的第一层串联链中以模拟临界路径中的逻辑元件，所述第一层在所述第一层串联链的第一延迟元件处接收所述开始信号且从所选第一层分接头产生第一层输出；以及可选阻容(RC)延迟元件的第二层，所述可选阻容延迟元件一起耦合在具有程序可选第二层分接头的第二层串联链中以模拟所述逻辑元件之间的互连布线，所述第一层输出耦合到所述第二层串联链的第一RC延迟元件且从所选第二层的所选分接头产生第二层输出。