CN111886508B - 用于量测数字SoC的功耗以预测电池寿命的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于量测数字片上系统(SoC)的功耗以预测由SoC使用的电池的电池寿命的方法。寻求能够观测小型、低成本SoC(尤其是IoT系统的SoC)的电池寿命的目的能够通过包括以下步骤的方法实现：将SoC的所有数字电路装置划分成电压域和/或时钟域；每次所述域的门被切换时，通过对每个域的电荷脉冲进行计数，来量测每个域的功耗；通过累加器累加每个域的所述计数的电荷脉冲；通过SoC的所述域计算电池放出的所有电荷的总和R；对所述总和R进行后续处理，以通过集成微处理器预测电池寿命；以及发出信号通知即将发生的电池损耗。上述SoC便宜、紧凑节省空间，并且可以避免对外部组件的需求。本发明还公开了一种用于执行量测SoC功耗的方法的装置。

Description

用于量测数字SoC的功耗以预测电池寿命的方法和装置

技术领域

本发明公开了一种用于量测数字片上系统(SoC)的功耗以预测由SoC使用的电池的电池寿命的方法。

本发明还公开了一种用于执行量测SoC的功耗的方法的装置。

背景技术

电池供电的设备无处不在，并且涵盖了从笔记本电脑到智能手机再到小型分布式传感器的广泛应用。对于大多数这些应用而言，为了提供良好的用户体验或防止服务的中断，预测电池寿命的终点或预期需要再充电很重要。特别地，小型物联网(IoT)设备根据其应用领域而引起一系列特定的挑战：它们通常使用小型的不可再充电电池，它们应当在偏远地点持续多年，它们可能不能被容易地维修(例如埋地的传感器)，并且应用可能仍然需要提前指示即将发生的电池损耗。

图1示出了现有的电池监控器1，该监控器用在各种移动设备(例如智能手机或笔记本电脑)中。电池监控器1包括以下主要部分：实际的电池Bat 2，在当今的设备中其通常是锂离子电池或锂聚合物电池。它还包括充电电子装置CE 3(其确保电池2的安全再充电)以及用于将电流转换为电压的小型串联电阻器R_meas 4(约为1mΩ)。差分放大器A 5用于预先处理后面的单元的电压，并且模数转换器(ADC)6将经放大的电压转换成数值。数值积分(NI)块7对样本进行累加以计算电池放出的电荷，而数字接口(DI)8(通常为I2C或SPI)使用实际的功能电子装置查询电池状态。最后但并非最不重要的是，由电池2驱动的实际功能电路装置9可以是从智能手机的SoC到笔记本电脑的主板的任何东西，并且它使用数字接口8以使用内置的微控制器来了解电池状态(并且很可能将其传输给用户)。

如图1中所指示的，电池监视电子装置1通常是电池组本身的一部分，并且因此将与电池组一起被更换。如今，充电电子装置CE 3、放大器A 5、具有数值积分NI 7的ADC 6和数字接口DI 8都被集成到单个混合信号芯片中。优点在于，这种电流量测方法覆盖了平台的所有可能的贡献者，并且由于量测芯片是电池组1的一部分，因此它可以立即报告剩余的电池电荷，因为它知道电池的大小。但是，由于流过的高电流以及精确测量所需的精度，测量电阻器R_meas 4通常是一个分立的部件。但是，这种方法给平台增加了成本和印刷电路板(PCB)面积，这对于小型、低成本的IoT系统是不可接受的。

因此，本发明的目的是找到观测小型、低成本SoC(尤其是IoT系统的SOC，该SOC便宜并且紧凑并且节省空间，并且可以避免对外部组件的需求)的电池寿命的可能性。

发明内容

本发明的目的将通过一种用于量测数字片上系统的功耗以预测由SoC使用的电池的电池寿命的方法来解决，该方法包括以下步骤：

-将SoC的所有数字电路装置划分成电压域和/或时钟域；

-每次所述域的门已经被切换时，通过对每个域的电荷脉冲进行计数，来量测每个域的功耗；

-通过累加器累加每个域的所述计数的电荷脉冲；

-通过SoC的所述域计算从电池放出的所有电荷的总和R；

-对所述总和R进行后续处理，以通过集成微处理器预测电池寿命；

-发出信号通知即将发生的电池损耗。

本发明的基本构思是保持现有技术方法的数值积分，但是完全去除串联电阻器和模数转换器(ADC)，并且将量测移动到SoC中。作为代替，电流由在SoC内部量测的活动的代理确定，并且利用集成的微处理器对结果进行后续处理。

从数字电路的功率耗散通常是两个主要贡献者的总和这一点出发：泄漏功率和动态功率，P_tot＝P_leak+P_dyn(等式1)。但是，对于电池寿命的预测，电池放出的电荷是更重要的值：

并且C_sw是每个时钟周期都被再充电的寄生电容。但是，该电容不是恒定的，而是取决于实际电路(例如，时钟门控域)，并且甚至取决于正在处理的实际值(例如，AND门的输出仅在所有输入均为“1”和至少一个输入为“0”的状态之间切换时才改变)。最后，f是当前的切换频率。该值通常不仅随时间改变(频率缩放)，而且在SoC的不同部分之间也不同(时钟域)。在具有恒定电压的周期t中，等式2可以被简化为：

等式3的动态部分可以被进一步转换为：

并且在使用时钟域特定的有效电容C_eff,d代替依赖于实际值的C_Sw,d的情况下，这可以被进一步简化为：

而

d指示相应的域。

把所有的放在一起得到：

即，放出的总电荷是恒定电压U_v在所有间隔(volt_Intv)上的总和以及所有时钟域(clk_domains)的内部总和。

在抽象水平上，SoC的所有数字电路装置都可以被视为通信Mealy自动机。因此，SoC可以被划分成电压域和/或时钟域，而域可以是在更加公共的电压域内的单独的时钟域，或者域可以是具有单个时钟域的电压域，或者原则上域可以是在更加公共的时钟域内的电压域。但是，通常通过将公共时钟域分成两个物理时钟域以简化物理实施来处理这种情况(但是，仍然可以将其视为相同的逻辑时钟域)。

每个域具有其自己的门计数，可以运行不同的时钟速度并且甚至可以以不同的电压运行。尽管如此，它仍然归结为在特定域d中使用的每个时间单位t的某个能量(或电荷)。

在本发明的意义上，域包括任意复杂度的纯组合逻辑、在后续时钟周期之间存储状态的一组顺序元件(触发器)、时钟门(即，基于条件而将时钟无毛刺地开启和关闭的电路)以及电源开关。对于功率量测程序，每个时钟域包括一个N-1(N-to-1)分频器，该N-1(N-to-1)分频器为累积提供计数脉冲。因子N_d是在精确度、平均间隔和累加本身会导致功耗的事实(并且累加器更新得越频繁，量测自身消耗的功率就越大)之间的折衷。在极端情况下，N_d可以被设置为1，但这会导致更高的量测功耗，并且需要更宽的累加器(因为这些累加器将更经常地更新)。

指定给域的累加器将相应域的电荷值累加。可以将累加器分离或集成到它们的相应域中。

SoC的所有数字电路装置在电压域和/或时钟域中的划分是在设计时完成的，无论如何，对于后端/合成任务来说，通常是必要的。

在本发明方法的优选实施例中，通过

来计算所有域的电荷的总和R，而S_d对应于域缩放因子，并且I_d对应于域特定的增量。

在本发明方法的另一优选实施例中，I_d和S_d表示域的组合比例因子，并且它们取决于所述域的门计数、所述域的切换活动和所述域的电压。

在本发明方法的另一优选实施例中，由于每个域的门计数在SoC的设计时被固定，并且因此是恒定的，切换活动在设计时通过网表仿真确定或者通过SOC的校准步骤确定，SOC的校准步骤可以在生产测试期间完成，并且可以在已知条件(电压水平和时钟速度)下测量功耗。

门计数在设计时被固定，并且因此是恒定的。通常，切换活动取决于电路的输入(和时钟频率)，并且可以在设计时通过网表仿真来确定，或者可以稍后仅通过在真实硅上的校准来确定。

在本发明方法的另一另外的优选实施例中，I_d和/或S_d被调整为域的当前电压选择，而I_d和/或S_d由集成微处理器或由自动电压选择器来动态地重新编程。

在存在电压缩放的情况下，必须根据电压调整I_d或S_d。这以及对切换活动的潜在校准使得有必要对I_d或S_d动态地重新编程。如果I_d被设置为1，并且集成处理器执行缩放和最终求和，则可以在该处理器的领域内轻松地完成重新编程。除此以外，I_d或S_d可以是处于硬件的可编程寄存器或基于ROM的查找表，以解决电压依赖性。在自动电压缩放的情况下(即不在软件控制下)，硬件扩展是必要的。

在本发明方法的优选实施例中，通过识别时钟域的适当水平、对它们相应的活动进行数值积分以及在所有潜在子域上进行平均，来处理嵌套的时钟域。

在当今的SoC中，时钟域通常是嵌套的。嵌套可以由设计人员显式实施，或者可以由综合工具自动推断。本发明的方法可以以两种可能的方式处理嵌套时钟域：首先，它可以利用N-1(N-to-1)分频器和累加器结构来装备每个子域，或者其次，它可以将子时钟域简单地视为其父级域的一部分(仅仅是具有减少的切换活动)并且对I_d进行调整(或对S_d进行适当地调整)。重要的步骤是标识时钟域的适当水平，以对其相应的活动进行数值积分并且在所有潜在子域上进行平均。域太小会不适当地增加量测开销；域太大会损害量测精确度。可以通过预先硅仿真(RTL或网表)或通过实际硅的特性来确定与域的C_eff,d相对应的因子。然后，这些因子与所需的精确度/开销折衷一起被采用以在设计时定义时钟域的水平。

因此，在处理嵌套域的本发明方法的一个实施例中，因子I_d和/或S_d在设计时通过网表仿真确定或者通过SoC的校准步骤确定。

在本发明方法的另外的优选实施例中，利用反映电池容量的信用预先设置顶部累加器，从该电池容量中减去每个域的累加的电荷，直到所述信用到期并且电池达到其寿命的终点。

代替由上面所示的累加器对量测的电荷进行求和，还可以利用反映电池容量(减去合理的安全裕度)的“信用”来预先设置顶部累加器，然后不断地从电池容量中减去。当该信用到期时，电池达到其寿命的终点(或需要再充电)。这种备选方法非常易于实施，因为软件需要了解电池大小，以便在即将发生电池损耗的情况下采取适当的行动。

本发明的目的还将通过一种装置来解决，该装置适合于执行本发明的量测SoC(尤其是IoT UE的SoC)的功耗的方法。本发明的装置是SoC的一部分，并且包括SoC的所有数字电路装置，其中，所述数字电路装置被划分成时钟域和/或电压域，而每个域被指定给：累加器，用于累加所述域的计数的电荷脉冲；收集部件，用于由SoC的所述域计算所述电池放出的所有电荷的总和R；以及微处理器，用于对所述总和R进行后续处理以预测SoC的电池寿命。

在本发明装置的一个实施例中，每个域包括：组合逻辑，用于切换时钟的时钟门，用于在随后的时钟周期之间存储状态的存储部件，以及用于为所述累加提供计数脉冲的N-1(N-to-1)分频器。

在每个时钟域中添加N-1(N-to-1)1分频器，该N-1(N-to-1)分频器为累积提供计数脉冲。因子N_d是在精确度、平均间隔和累加本身会导致功耗的事实(并且累加器更新得越频繁，量测自身消耗的功率就越大)之间的折衷。在极端情况下，N_d可以被设置为1，但这会导致更高的量测功耗，并且需要更宽的累加器(因为这些累加器将更经常地更新)。

在本发明装置的另一实施例中，累加器包括域特定的增量寄存器。该寄存器包含域特定的增量I_d，其指示相应域的各个特性。

在本发明装置的另一另外的实施例中，计算部件包括域缩放因子寄存器。这意味着，针对计算，使用了域缩放因子寄存器。该寄存器包含域缩放因子S_d，其指示每个量测脉冲消耗的电荷。

在本发明装置的一个实施例中，域特定的增量寄存器和/或域缩放因子寄存器是可编程寄存器或基于ROM的查找表。

在本发明装置的另外的实施例中，每个域包括用于动态电压缩放的电压选择器。

总而言之，与当前的最新技术相比，目标是预测电池寿命的用于量测数字SoC的功耗的本发明方法和装置具有以下优点：

-该装置在没有任何模拟或混合信号电路装置的情况下执行本发明的方法，使得易于将程序集成到数字芯片中。它也不需要任何分立部件(例如测量电阻器)。

-硬件仅需要很少的门计数开销来实施，并且几乎不增加成本。

-本发明可以应用于具有几乎任何门计数的各种SoC。

-所描述的方法与实际的硅技术无关。

-量测方法适用于可再充电和不可再充电电池。

-该方法与工业界广泛应用的动态电压/频率缩放方法兼容。

所提出的方法需要解决其相对于已知的现有技术方法具有固有的缺点：在电荷/功率量测直接位于电池处的情况下，现有技术方法将自动覆盖多芯片平台(例如，具有无线电芯片、调制解调器芯片、应用处理器和显示器的智能手机)中的所有贡献者。该新颖和创造性的方法需要从如本发明中描述的所装备的所有单独的数字芯片收集量测信息，并且附加地对来自非数字部分(例如，无线电芯片)的贡献进行建模。但是，这并不像人们想像的那样具有局限性：通常，收集所有量测信息的软件将控制平台，并且因此知道这些额外组件的活动。因此，对于这些额外的组件而言，仅是足够精确的功耗近似的问题。这里提出的量测方法并不试图获得电池放电的绝对精确的数字，而仅仅试图获得具有合理裕度的结果，从而允许预测在不久的将来的电池寿命的终点。

将使用示例性实施例更详细地解释本发明。

附图说明

图1是最新技术的电池监控；

图2是划分成电压域/时钟域的图示；

图3是具有局部累加的本发明的功率量测的图示；

图4是动态电压缩放的扩展；

图5是具有组合的收集和累加的本发明的功率量测的实施例；

图6是嵌套时钟域的图示。

具体实施方式

图2示出了两个域15，其例示了将片上系统(SoC)的数字电路装置9划分成域的可能划分方式。在抽象水平上，SoC的所有数字电路装置都可以被视为通信Mealy自动机。域可以是在更加公共的电压域内的单独的时钟域，或者域可以是具有单个时钟域的电压域，或者原则上域可以是在更公共的时钟域内的电压域。但是，通常通过将公共时钟域分成两个物理时钟域以简化物理实施来处理这种情况(但是，仍然可以将其视为相同的逻辑时钟域)。

图2中使用的符号具有以下含义：

“云”表示任意复杂度的纯组合逻辑10。

以“CG”标记的AND符号表示时钟门11，即，基于条件而将时钟无毛刺地开启和关闭的电路(通常地是物理实施方式中的锁存器和AND的组合)。

触发器13符号代表存储后续时钟周期之间状态的顺序(时钟控制的)元件的矢量。

两个开关符号“SWu”和“SWd”表示电源开关12。应当注意，在任何实际的硅中，仅使用其中之一。它是相对于地切换(“脚开关”)还是相对于Vdd切换(“头开关”)取决于实际技术，但是对本发明没有影响。

连接各部分的矢量具有以下含义：

-I_x：域的主要输入矢量。

-o_x：域的主要输出矢量。

-n_x：域的状态矢量(与域中顺序元件的数目相同)。

-m_x：从状态到下一状态逻辑的反馈矢量。

-k_x：通过纯组合逻辑对输出矢量做出贡献的主要输入的矢量。

-p_x：跨域转发矢量。

图2中的每个所描绘的域15具有其自己的门计数，可以以不同的时钟速度运行，并且甚至可以以不同的电压运行。尽管如此，它仍然归结为在特定域d中使用的每个时间单位t的某个能量(或电荷)。

图3示出了本发明的功率量测程序的一个实施例，该功率量测程序将等式6转换成对用于每个域的进行数值积分(累加)的要求，该值与其门计数、平均切换活动和域电压的平方成正比。图3和图5示出了两个潜在的实施例。

图3引用了来自图2的域15，但仅描述了用于功率量测的重要补充。在每个时钟域15中，添加了N-1(N-to-1)分频器14，它为累加13提供计数脉冲。

因子N_d是在精确度、平均间隔和累加本身会导致功耗的事实(并且累加器更新得越频繁，量测自身消耗的功率就越大)之间的折衷。在极端情况下，N_d可以被设置为1，但这会导致更高的量测功耗，并且需要更宽的累加器(因为这些累加器将更经常地更新)。

图3中的被标记为“Accu A”和“Accu B”的结构是相应域的电荷值的累加器16。它们被示为有些分离，但也可以被集成到其相应的域15中。被标记为“Coll”17的结构计算所有域的贡献的总和R。本质上，图3的电路装置通过代理：

来计算等式6，其中R表示结果，S_d对应于域缩放因子Scale_A|B 20，并且I_d对应于域特定的增量Incr_A|B 19。应当注意，在计算等式7的实施方式上有一定的自由度。I_d或S_d可以被设置为1。如果I_d被设置为1，则这具有以下优点：可以利用更少的位来实施本地累加器16，并且仅乘法器和最终求和需要较宽。当S_d被设置为1时，乘法器变为简单导线，但是本地累加器需要更宽。选择哪种实施方式还取决于硬件与软件之间边界被绘制的位置。如果SoC具有集成处理器(通常是这种情况)，则其可以接管结果的乘法、收集和最终累加。在这种情况下，将I_d设置为1是有利的，因为这可以节省门，并且集成处理器通常无论如何都具有必要的乘法器单元。

I_d和S_d分别存在另一方面：由于它们表示组合的比例因子，因此它们取决于域的门计数、切换活动和电压。门计数在设计时被固定，并且因此是恒定的。通常，切换活动取决于电路的输入(和时钟频率)，并且可以在设计时通过网表仿真来确定，或者可以稍后仅通过在真实硅上的校准来确定。在存在电压缩放的情况下，必须根据电压调整I_d或S_d。这以及对切换活动的潜在校准使得有必要对I_d或S_d动态地重新编程。如果I_d被设置为1，并且集成处理器执行缩放和最终求和，则可以在该处理器的领域内轻松地完成重新编程。除此以外，I_d或S_d可以是处于硬件的可编程寄存器或基于ROM的查找表，以解决电压依赖性。在自动电压缩放的情况下(即不在软件控制下)，如图4中描绘的硬件扩展是必要的。它实质上示出了图3的一部分(一个累加器16和缩放乘法器20)，其中基于当前电压选择的对I_d或S_d的动态调整的逻辑被描绘为多路复用器21基于当前电压选择而从一个集合中选择一个值。

图5示出了实施等式7的另一个更以硬件为中心的实施例。在这种情况下，来自每个域15的计数脉冲使用其各自的增量I_d 19立即增加到总和R里。基于之前所解释的，应当清楚，在电压缩放的情况下，I_d需要动态可调整。这可以由通过集成处理器改变I_d或使用图4中所示的扩展来完成。应当指出，简单的电压切换不需要对I_d进行动态调整，因为在某个域的关闭期间，简单地没有计数脉冲。根据图5的实施例通常仍将使用SoC中的处理器来处理量测的结果，并可通知用户即将发生的电池损耗。

应当指出，对于本发明的范围，SoC的集成处理器也仅仅是与所有其他域一起量测的电压/时钟域(或者电压/时钟域集合)。完整的量测需要硬件和软件的组合；因此，本发明的装置也被称为“混合功率量测”。硬件将在具有恒定参数(电压、切换活动)的时间间隔期间按域进行低水平的量测。然后，软件负责整合域的结果，并且会相应地调整参数。由于固件无论如何都会控制SoC的功率状态(电压缩放、功率切换)，因此可以轻松地为相应的量测间隔应用正确的参数。

在另一实施例中，可以代替由上面所示的累加器16对所量测的电荷进行求和，而利用反映电池容量(减去合理的安全裕度)的“信用”来预先设置顶部累加器，然后不断地从容量减去。当该信用到期时，电池达到其寿命的终点(或需要再充电)。这种备选方法非常易于实施，因为软件需要了解电池大小，以便在即将发生电池损耗的情况下采取适当的行动。

对于本领域技术人员应当清楚的是，根据图3和图5的实施例只是整个范围中的两种可能性。将图3和图5应用于更复杂的SoC的不同部分，然后组合它们的结果将是简单的。

尽管图3和图5仅示出了平坦的时钟域15，但是在当今的SoC中，时钟域是嵌套的，如图6中所示。嵌套可以由设计人员显式实施，或者可以由综合工具自动推断。在图6中，上时钟域将驱动所有被标记为“A”的寄存器。存在两个直接子域“B”和“C”，其进一步调节时钟(利用各自的条件)。域“D”是“C”的又一个子层级。本发明的方法可以以两种可能的方式处理这种情况：首先，它可以利用图3和图5中所示的N-1(N-to-1)分频器和累加器结构来装备每个子域；或者其次，它可以将子时钟域简单地视为其父域的一部分(仅仅是具有减少的切换活动)并且对I_d进行调整(或对S_d进行适当地调整)。

重要的步骤是确定时钟域的适当水平，以对其相应的活动进行数值积分并且在所有潜在子域上进行平均。域太小会不适当地增加量测开销；域太大会损害量测精确度。可以通过预先硅仿真(RTL或网表)或通过实际硅的特性来确定与域的C_eff,d相对应的因子。

附图标记的列表

1  电池监控电子装置

2  电池

3  充电电子装置(CE)

4  串联电阻器

5  差分放大器

6  模数转换器

7  数值积分(NI)块

8  数字接口(DI)

9  功能电路装置

10 纯组合逻辑

11 时钟门

12 电源开关

13 触发器，存储部件

14 具有因子N_d的N-1(N-to-1)分频器

15 相应的域

16 累加器

17 收集部件

18 电压选择器

19 域特定的增量寄存器

20 域缩放因子寄存器

21 电压多路复用器

Claims (11)

1.用于量测数字片上系统SoC的功耗以预测所述SoC使用的电池（2）的电池寿命的方法，所述方法包括以下步骤：

将所述SoC的所有数字电路装置划分成电压域和/或时钟域（15）；

每次所述域（15）的门已经被切换时，通过对每个域（15）的电荷脉冲进行计数，来量测每个域（15）的功耗；

通过累加器（16）累加每个域（15）的所述计数的电荷脉冲；

通过SoC的所述域（15）计算从电池（2）放出的所有电荷的总和R；

对所述总和R进行后续处理，以通过集成微处理器预测电池寿命；

发出信号通知即将发生的电池损耗，

其中，通过来计算所有域（15）的电荷的所述总和R，其中S_d对应于域缩放因子，并且I_d对应于域特定的增量，I_d和S_d表示所述域（15）的组合比例因子，并且I_d和S_d取决于所述域（15）的门计数、所述域（15）的切换活动和所述域（15）的电压，

其中每个域（15）的所述门计数在设计所述SoC时被固定，并且所述切换活动在设计时通过网表仿真确定或者通过所述SoC的校准步骤确定。

2.根据权利要求1所述的用于量测数字片上系统SoC的功耗以预测所述SoC使用的电池（2）的电池寿命的方法，其中，I_d和/或S_d被调整为所述域（15）的当前电压选择，而I_d和/或S_d由所述集成微处理器或由自动电压选择器（18）动态地重新编程。

3.根据权利要求2所述的用于量测数字片上系统SoC的功耗以预测所述SoC使用的电池（2）的电池寿命的方法，其中，通过确定时钟域（15）的适当水平、对它们相应的活动进行数值积分以及在所有潜在子域上进行平均，来处理嵌套的时钟域（15）。

4.根据权利要求3所述的用于量测数字片上系统SoC的功耗以预测所述SoC使用的电池（2）的电池寿命的方法，其中，所述子域的域特定的增量I_d和/或域缩放因子S_d在设计时通过网表仿真确定或者通过所述SoC的校准步骤确定。

5.根据在前权利要求1-4中任一项所述的用于量测数字片上系统SoC的功耗以预测所述SoC使用的电池（2）的电池寿命的方法，其中，利用反映电池容量的信用预先设置顶部累加器，从所述电池容量中减去每个域的所述累加的电荷，直到所述信用到期并且所述电池达到其寿命的终点。

6.用于执行根据权利要求1至4中任一项所述的用于量测数字片上系统SoC的功耗以预测所述SoC使用的电池（2）的电池寿命的方法的装置，所述装置是所述SoC的一部分，并且包括SoC的所有数字电路装置，其中，所述数字电路装置被划分成时钟域和/或电压域（15），而每个域（15）被指定给：累加器（16），用于累加所述域（15）的计数的电荷脉冲；收集部件（17），用于通过SoC的所述域（15）计算从电池（2）放出的所有电荷的总和R；以及微处理器，用于对所述总和R进行后续处理以预测所述SoC的电池寿命。

7.根据权利要求6所述的装置，其中，每个域（15）包括：组合逻辑（10），用于切换时钟的时钟门（11），用于在随后的时钟周期之间存储状态的存储部件（13），以及用于为所述累加提供计数脉冲的N-1分频器（14）。

8.根据权利要求7所述的装置，其中，所述累加器包括域特定的增量寄存器（19）。

9.根据权利要求8所述的装置，其中，所述收集部件包括域缩放因子寄存器（20）。

10.根据权利要求9所述的装置，其中，所述域特定的增量寄存器（19）Incr_x和/或所述域缩放因子寄存器（20）Scale_x是可编程寄存器或基于ROM的查找表。

11.根据权利要求10所述的装置，其中，每个域包括用于动态电压缩放的电压选择器（18）。

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