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集成电路在按照摩尔定律及器件按比例缩小规则发展的过程中，功耗密度越来越大。为解决其带来的影响，低功耗技术日益成为研究的重点。基于自适应电压调制（Adaptive Voltage Scaling, AVS）技术的时序纠错自适应电压调制（TimingSpeculation Adaptive Voltage Scaling, TSAVS）技术是近几年提出来的一种有效的降低集成电路功耗的前沿技术。TSAVS技术继承了AVS技术的最大优点，即在不影响系统功能和各项指标的同时减小系统功耗，同时可在AVS的基础上使负载功耗进一步降低。本论文工作的目的是在验证TSAVS技术有效性的基础上对TSAVS技术进行进一步的优化，使TSAVS技术能节约更多的能量。本论文首先介绍了与集成电路功耗相关的基本概念和功耗产生的基本原理，并指出在集成电路功耗当中占最大比例的动态功耗与电源供电电压的平方成正比这一事实，接着介绍了当今流行的低功耗技术。在众多低功耗技术中，电压动态管理（Dynamic Power Management, DPM）是最为粗糙的，它是通过关闭设备模块来降低功耗的；电压动态调节（Dynamic Voltage Scaling, DVS）比DPM的调节要细腻一些，它是通过查找表来调节电压、频率的，属于开环调节；AVS比DVS更加细腻，它通过监测负载的工作情况来对负载的供电电压进行实时的闭环调节。本文研究的TSAVS在AVS的基础上利用处理器流水线负载的特性可以将供电电压调节得比AVS更低。本课题设计并验证了TSAVS技术的有效性，采用自顶向下的设计方法，在0.13um CMOS工艺下流片，并在此基础上设计了一种改进型TSAVS电路。本论文主要围绕流水线负载的检错纠错机制，TSAVS验证系统分析与设计和改进TSAVS电路结构与机制三个方面进行了研究。本文重点分析了流水线负载和流水线时序检错纠错电路的设计。详细介绍了在验证电路系统中对该时序检错纠错结构的验证，并得到了满意的结果。最后通过分析流水线的特点，提出了一种对流水级寄存器模块及纠错检错电路的改进方案并对其进行了验证，给出改进机制的仿真结果。结果表相比于传统的TSAVS能该方案能在比其多节省33.5%的能量。