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圖 1：實心黑色曲線顯示 DVFS 下的能耗與運行頻率的關(guān)系。

    MEP 監(jiān)視器確定用于化能耗的 Vopt，延遲監(jiān)視器確定滿足頻率要求所需的電源電壓值，并向調(diào)節(jié)器輸出控制信號，調(diào)節(jié)器通過向目標電路提供適當?shù)碾妷簛碜龀鲰憫?yīng)。

    當確定的電源電壓低于Vopt時，MEP監(jiān)視器禁用控制信號，并且電源電壓維持在Vopt。當目標電路工作在Vopt時，MEP監(jiān)視器還使電源門控控制器能夠控制電源開關(guān)，以減少空閑時間的泄漏能量。MEP監(jiān)視器控制整個系統(tǒng)以化操作能量，是該方案的關(guān)鍵組件。

    雖然能量減少在很大程度上取決于確定 Vopt 的準確程度，但這里的準確性并不容易，因為 Vopt 在很大程度上取決于泄漏電流，而泄漏電流又取決于溫度、電源電壓和其他因素。已經(jīng)提出了許多不同的方法來解決這個問題。

    一種方法是根據(jù)目標電路在不同電源電壓電平下的實際能耗測量來確定 Vopt，并選擇能耗少的電壓。由于目標電路本身用作能量監(jiān)視器，因此該方案相對于 MEP 而言具有很高的度，但在監(jiān)視器操作期間必須暫停電路操作。

    另一種傳統(tǒng)方法是使用理論方程。例如，的一種方法是基于 MEP 處的 delta Eall/delta VDD = 0 的事實。在這種方法中，Vopt 表示為方程 2。

    不幸的是，這種方法似乎并不適合電路實現(xiàn)，因為它包括一個參數(shù)n，該參數(shù)n對電源電壓的依賴性是非線性的。NEC 設(shè)計了一種確定 Vopt 的新方法，該方法由簡單的組件組成，適合電路實現(xiàn)。

    與以前的方法相比，這種新技術(shù)允許同時進行監(jiān)控操作和電路操作，并且已被證明是可行的。它基于 MEP 處 deltaEall VDD = 0 的事實，其中 Eall 表示為上面圖 1中的公式 1 。

    請注意，(IL1T1-IL2T2)/Delta V 替換為 delta ILT)/deltaVDD 等式的微分。然后可以通過近似推導(dǎo)公式 3，其中 Delta V 遠小于 VDD。IL1 和 T1 分別是 VDD 時的漏電流和關(guān)鍵路徑延遲，而 IL2 和 T2 是 VDD-Delta V 時的漏電流和關(guān)鍵路徑延遲。由于漏電流和關(guān)鍵路徑延遲都可以用監(jiān)視器測量，因此公式 3 適用于電路實現(xiàn)。

    根據(jù)公式 3，我們可以確定 Vopt 如下： 它的右邊等于電容器的電壓，該電容器初充電至 VDD，然后用 IL1 額外充電 T1 時間，并用 IL2 放電 T2 時間，其中電容器的電容是目標電路的開關(guān)電容和開關(guān)活動的乘積。對于給定的 VDD，如果電容器的電壓等于 VDD-Delta V，則該 VDD 將是化能耗的電壓。