(3)多电压域技术
一、多电压域技术概括
在第0节我们知道,功耗与电压是有着密切关系的,因此降低电压是可以降低功耗的,当然代价是电路的延时变大,这种低功耗技术就是本节所要介绍的多电压域技术。
多电压域的实现有以下三种方式:
(a):各个电压域有固定的电压,这种设计是最简单的;
(b):软件分配各个区域采用哪种电压,分配后的各个区域也是采用固定的电压;
(c):软件会改变各个电压域的电压,同一模块在不同工作状态时会使用不同的电压。
其中:(a)是固定分配的电压;(b)和(c)是动态电压调节。
看了若干博客和论文,发现在具体工程实现的时候基本上只采用了(a)方法
特别注意的是:如果逻辑信号从一个电压域进入另一个电压域,信号在不同电压域间进行传输时,可能会存在驱动不足或者过驱动的问题,此时就需要一个电平转换器(level-shifter)单元产生具有合适的电压摆幅的信号(不论从高到低还是从低到高),电平转换器本身需要两个与输入和输出电源电压相匹配的电源。在下一段将详细的介绍电平转换器
二、电平转换器
电平转换器分为高电压域到低电压域的转换和低电压域到高电压域的转换,下面分别介绍这两种转换器:
1.高电压域到低电压域的转换器
由两个串联的反相器组成,这样一个level shifter只有一些缓冲器的延时,所以对时序的延时影响是比较小。
2.低电压域到高电压域的转换器
为低电压域到高电压域转换的level shifter解决了这个问题。它们为较高的电压域提供快速的信号。它们可以用设计工具进行正确的建模,以实现精确的模拟。它有多种设计,下图展示了一个简单直接的设计,这个设计采用了低电压信号的缓冲和反相器,并利用它来驱动运行在高电压下的交叉耦合晶体管结构。
三、多电压域设计举例
论文基于28nm的处理器低功耗设计与实现 - 中国知网 (cnki.net)总给出了基于UPF实现多电压技术的具体过程,此处不再赘述。
本文作者:xuxuxu69
本文链接:https://www.cnblogs.com/xuxuxu69/p/17938710
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