双ARM7 SoC参考设计实现多电压AVS

　　电压调节技术与频率调节技术的结合使用为时钟切换添加了新原则，以确保新时钟频率拥有安全的电压电平。此外，电压调节功能需要在SoC内创建电压域。这将在两个可变电压域之间或可变电压域和静态电压域之间创建电压域接口。跨越接口的可变电压电平差为接口设计带来了独特挑战。时钟、信号电平转换以及电压域隔离等问题都必须仔细考虑，以确保最短延迟和信号完整性。

　　先进电源控制器

　　作为美国国家半导体PowerWise技术的一部分，先进电源控制器(APC)旨在协助调节电压域的电压控制。APC支持闭环自适应电压调节(AVS)和开环动态电压调节(DVS)。APC支持动态频率调节功能，带有至时钟管理单元(CMU)的接口，可为SoC提供时钟信号。电压电平可通过PowerWise接口(PWI)传送给芯片外协同电源单元。硬件性能监控电路(HPM)用于AVS闭环电压控制。APC根据HPM提供的芯片性能信息，决定最佳的供电电压，以实现目标性能水平。在决定电压电平时，SoC制程变化、SoC晶粒温度变化、稳压器偏置或偏差以及系统静态电阻压降都会自动得到补偿。DVS模式则依照预先设定的电压频率对照表进行 *** 作。

　　参考设计

　　PowerWise Camera(PWCAM)参考设计测试芯片用于技术验证和演示。PWCAM是模拟通用双处理器架构。图1是PWCAM的框图。PWCAM包含两套独立的基于ARM7的处理器系统：连接处理器和图像处理器。每套系统都有一组AHB和APB外设。每个CPU、AHB和APB都是由同一系统时钟驱动，时钟频率高达96MHz。连接处理器和图像处理器通过核间通信单元(ICCU)进行通信。这个通信单元是异步AHB-AHB桥。只有图像处理器可以直接访问外部存储器。设计目标是为了将独立的频率和电压调节功能引入连接处理器和图像处理器，这要求对APC的设计和集成进行恰当区分。

　　AVS中的时钟切换

　　对于电压调节与频率调节功能整合而言，最重要的要求是在频率还未切换之前，确保新频率所需电压到位。如果调高时钟频率，在时钟切换为新频率之前，电压必须提升至足够高的水平。如果调低时钟频率，时钟可以立即切换为新频率，因为电压电平已经足够。为了满足这个要求，时钟调节控制必须通过APC。APC利用目标索引和当前索引等接口协议，来批准实际系统时钟切换。