行動電話不斷推陳出新，除功能越趨多樣化外，須處理的多媒體資料也不斷增加。但資料處理量越大，所導致耗電也越多，目前電池儲電量的待機時間約只有一到兩天左右，當耗電量大幅增加時，電池將很快殆盡。而手機的多媒體應用程式需要進行大量運算，因此提高處理器的用電效率成為延長電池壽命的關鍵。可適性電壓定比(AVS)技術可將數位處理器的功耗減少達70%，對提高用電效率及延長電池壽命大有幫助。
可支援較高資料傳輸率的積體電路，已廣泛應用於各種電子消費產品中，可惜這對於多功能手機要保持長時間開啟及使用時，電池的儲電量將無法負荷，其儲電量與傳送話音的舊式手機差別不大。但手機已成為日常生活的一部分，手機除了用於通話，還必須具備音樂下載與收聽、圖片分享與下載、網頁瀏覽等功能，未來手機的儲電量勢必要能支援並因應長時間使用。
對廣大的使用者而言，主要關心的還是手機效能是否能滿足需求，但無線網路業者與內容供應商所關注的焦點，在於多媒體資訊大量使用所帶進的收入，因此電池壽命牽引著廠商收入。
目前電源轉換效率高達90%以上，若須進一步向上提升，產生的實質效益極為有限，引進新的電源管理技術成為當務之急。舉例而言，設計者必須按照實際應用來調節處理器的作業頻率，讓頻率降低後供電電壓隨之降低。只要採用這種先進的電源管理技術，將可大幅降低功耗，達到系統長時間作業之需求。
根據數位系統功耗公式E={(CVDD2f)+(VDDILEAK)}t中，可以明白電壓調節技術背後的基本原理，而且對這種技術可以節省多少耗電也會有基本的認識。上述公式中的動態變項計有電容量(C)、供電電壓(VDD)及時鐘頻率(f)；而靜態變項主要為數位邏輯閘的漏電(ILEAK)。公式清楚表達為何數位電路普遍採用的節能技術，都著眼於調低處理器的頻率及供電電壓，最後使功耗降低。動態電壓調整技術(DVS)及可適性電壓調整技術(AVS)是兩種最常用的電壓調節技術。圖1分別顯示DVS及AVS兩種技術的節能量。
 |
| 圖1 採用DVS和AVS技術以及採用固定電壓作業的節能量比較 |
動態電壓調整技術(DVS)採用開迴路(Open-loop)方式調節電壓與頻率，DVS會預先設定以電壓所支援的頻率，或根據搜尋列表(LUT)所列的電壓/頻率比率進行調節。上述設定的電壓必須夠高，才能讓所有元件在任何溫度下正常執行。雖然這種開迴路方式可節省部份功耗，但離實際節省耗電量仍有提升空間。
可適性電壓調整技術(AVS)則採用閉迴路(Close-loop)方式，其優點是可以將供電電壓降至最低，且繼續提供足夠供電，確保有關工作可在指定時間內完成。DVS技術根據預先設定的固定數值調節供電電壓，完全不會因不同製程、溫度及供電情況，產生不同的影響；而上述影響因素，AVS技術都會先行計算，最後決定選用最適當的供電電壓，確保將功耗減至最少。
降低供電電壓以達到低功耗模式
 |
| 圖2 AVS功能的作業流程 |
可適性電壓調整技術是針對系統整體供電需要而提出的全面性解決方案，可以分別為系統單晶片(SoC)的每一個處理器，提供獨立供電，同時自動控制供電電壓，以降低數位系統的單晶片功耗。AVS採用符合微控制器匯流排架構(AMBA)標準中的可合成先進電源控制器(APC)，並將APC內建於系統單晶片(圖2)，在先進電源控制器的支援下，系統可以指定系統單晶片執行DVS功能，或全面性執行AVS功能。先進電源控制器，可與饋電系統保持緊密聯繫，確保控制器可以負荷系統單晶片的作業頻率，將供電電壓降至最低，因而減少數位邏輯電路的功耗，達成既可以減低耗電量，又可以提高功率轉換效率。
PWI可支援多系統運作
先進電源控制器利用三個介面，與系統中的其他電路進行連接，其中包括符合AMBA標準的主介面、時脈管理單元(CMU)介面及採用開放式標準的Power Wise介面(PWI)，主介面負責控制及分配先進電源控制器2(APC2)，而時脈管理單元介面負責協調電壓及頻率，確保兩者互相配合。
PWI介面為簡單且高速的雙接腳串列介面，特點是能支援AVS及DVS兩者的功能，並可為多功能應用程式提供多種不同的程式設定功能。最新版PWI 2.0標準的優點是可以利用同一匯流排支援多個系統單晶片及周邊設備。PWI介面可將電源管理的相關資料，傳送到外置的能源管理單元(EMU)或控制其他周邊設備。
多媒體手機所需處理的資料不斷增加，資料傳輸速度不斷提高。如何在提高資料處理速度的同時，也降低功耗以延長電池壽命，是目前各手機電池面臨的一大挑戰。先進的電源管理技術，如AVS可以大幅降低數位處理器的功耗，不但可延長手機的使用時間，還可減少電池的充電次數，讓消費者可以長時間享受手機提供的多媒體樂趣。
(本文作者任職於美國國家半導體)