表：將工作模式映射到協議及硬件兩種模式。
　　
　　如果芯片的工作頻率低于其最高上限，很多時候可以調低工作電壓，并且數字邏輯電路仍有足夠的時序余量。只要因應頻率的轉變調節電壓，便可大幅降低功耗，以及大幅提高能源效益。動態電壓調節(DVS)功能基本上通過開放環路控制系統實現，辦法是首先設定多個不同的頻率與電壓的固定組合，每當工作頻率有變，電壓便會根據與該頻率相配的電壓值做出相應修改。另一方面，自適應電壓調節(AVS)功能則通過閉環電壓控制系統實現，方法是利用片上傳感器決定最低可予接受的供電電壓，其優點是比采用開環的動態電壓調節方式節省更多電能。
　　
　　CMOS 功耗是開關(動態)功率及漏電功率的總和：
　　
　　P=PSWITCH+PLEAKAGE"C×VDD2Af+VDD×ILEAKAGE
　　
　　上述公式中：
　　
　　C 是數字系統的開關電容，VDD是供電電壓，f是開關時鐘頻率，A是開關活動因子，ILEAKAGE是漏電電流。
　　
　　動態電壓調節技術采用列表的方法，將不同的頻率與工作所需的供電電壓配對，顯示以某一頻率工作所需的供電電壓。每一時鐘頻率所需的供電電壓會因不同產品的不同要求而異，而且有關的電壓值必定設定為最糟糕情況下所需的電壓，以便滿足不同芯片工藝技術及不同系統工作溫度的要求。圖1顯示動態電壓調節系統的結構框圖。換言之，頻率會調低，而供電電壓也會隨著調低。由于上述有關功耗的公式之中的兩個可變項f及VDD2都減小，因此系統的功耗會大幅下降。當系統任務管理器確定工作頻率需要增加，功率管理單元將首先要求改變電壓，一段時間后時鐘發生器將切換到高的工作頻率。提高電壓所需的時間可以通過不同的途徑決定，例如可以由片上計時器(VDD_OK)決定，也可根據系統的功能要求或電源管理單元的狀態標記做出決定。但有一點需要注意，對于以最高頻率工作的固定電壓系統來說，動態電壓調節功能不會為系統帶來任何功耗的節省。
　　
　　AVS技術與開環DVS技術不同，AVS技術設有反饋電路，讓片上硬件性能監控電路(HPM)可以為自適應電壓調節系統提供反饋信號。由于硬件性能監控電路設于微控制器之內，所采用的工藝技術與微控制器所用的完全相同，而且工作時處于與系統相同的溫度環境內，因此允許將電源電壓調節到器件能夠接受的實際極限。根據最接近系統真正需要的頻率調節供電電壓，而非為假設的最壞情況提供供電。
　　
　　圖2 顯示AVS實現的框圖。整個電路系統由以下4個功能模塊組成：硬件性能監控電路、先進電源控制器(APC)、PowerWise接口(PWI)及電源管理單元(PMU)。PWI接口由ARM公司及美國國家半導體合作開發，可為內置的先進電源控制器提供一個標準的雙線控制接口，以便控制外接的PMU。由這幾個功能模塊組成的自適應電壓調節系統可以為工作在任何頻率、溫度或者硅工藝的器件提供最小的電源電壓。
　　
　　APC利用來自硬件性能監控電路的輸入信號來確定是否存在任何的電源電壓優化方法。APC通過PWI將電壓調節指令傳送至PMU，而PMU便按照請求提供所需的供電電壓。HPM不斷監控工作在最新調節電壓下的芯片。如果能采用進一步的優化措施，APC會發出最新的電壓調節指令。電源必須按照APC的命令適時地調節其供電電壓，以便AVS控制系統的反饋環路能夠穩定。
　　
　　無論嵌入式計算系統以哪一頻率(包括最高頻率)工作，AVS技術都能獲得近乎最佳的工作功率。最大工作頻率下微控制器的電源電壓規范能確保系統在即使采用最差的硅工藝技術情況下，芯片也可在最高工作溫度環境下正常工作。但一般來說真正的工作溫度都比規定的最高溫度低，而芯片的工藝技術一般都比最壞的情況好。在這樣的情況下，即使以最高頻率工作，仍有足夠空間將電壓進一步調低。開環動態電壓調節技術則不具有這個特點，但AVS技術則可利用片上HPM的反饋來發現這種額外的性能，即使是在最高的工作頻率下，APC也能控制PMU將工作電壓調低。