延長電池使用時(shí)間的訣竅：運(yùn)用具備訊號處理功能的超低功耗音訊編譯碼器

便攜式消費(fèi)性電子裝置的制造商面臨許多挑戰(zhàn)。他們必須開發(fā)出符合成本效益又兼顧高效能與多功能音訊解決方案，同時(shí)延長電池的使用時(shí)間。另一方面，制造商還得縮短開發(fā)時(shí)間，以便搶先在市場上推出新產(chǎn)品。隨著超低功耗編譯碼器具備嵌入式迷你 DSP 及強(qiáng)大圖形式程序設(shè)計(jì)工具的發(fā)展，制造商如今已經(jīng)能夠因應(yīng)這些復(fù)雜的需求。 針對需要獨(dú)立式編譯碼器的系統(tǒng)，以及將嵌入式模擬 I/O整合于基頻或應(yīng)用處理器芯片的系統(tǒng)，這些裝置的超低功耗及處理功效能夠?yàn)槠涮峁┑凸囊粲嵔鉀Q方案。圖形程序設(shè)計(jì)環(huán)境及豐富的軟件鏈接庫能夠縮短應(yīng)用程序的開發(fā)完成時(shí)間，使其遠(yuǎn)少于在一般程序設(shè)計(jì)環(huán)境下進(jìn)行開發(fā)所需要的時(shí)間。 就低功耗運(yùn)作方面而言，許多新一代的低功耗編譯碼器都能夠以單一 1.5V 至 1.8V 電壓運(yùn)作模擬及數(shù)字核心，若以低達(dá) 1.26V 的電壓運(yùn)作數(shù)字核心，還能夠進(jìn)一步降低功耗。許多裝置都有低功耗運(yùn)作模式，然而，額外的功率調(diào)節(jié)選擇能夠讓設(shè)計(jì)人員根據(jù)錄制及播放時(shí)使用的個(gè)別配置及處理選項(xiàng)來調(diào)節(jié)功率，這可協(xié)助設(shè)計(jì)人員將功耗降至最低，進(jìn)而機(jī)動性地根據(jù)輸入及輸出的信道數(shù)、輸出驅(qū)動需求、取樣率、輸入與輸出所需的訊號噪聲比 (SNR) 效能以及使用的處理功能等不同條件進(jìn)行最佳化。 如圖 1 所示，編譯碼器的耗電量可透過這項(xiàng)功能進(jìn)行調(diào)節(jié)，對于不同的音訊再現(xiàn)模式 (來電、簡訊鈴聲、語音通訊及音樂播放)、不同的 I/O 配置 (手機(jī)與手機(jī)操作) 及不同的訊號處理需求 (低噪聲與高噪聲通訊環(huán)境) ，皆能達(dá)到最佳效能。針對無需轉(zhuǎn)換的模擬旁路運(yùn)作模式、PLL 與無需 PLL 的運(yùn)作，或者 D 類與 AB 類耳機(jī)驅(qū)動配置，功率調(diào)節(jié)控制都能夠提供額外的配置選項(xiàng)，而這些配置控制皆是透過 I2C 或 SPI 總線進(jìn)行管理。

  圖 1. SNR 及電壓的提升將使功耗增加。

使用者可以根據(jù)自身的應(yīng)用及系統(tǒng)需求來調(diào)節(jié)功率。 功率調(diào)節(jié)能夠大幅延長便攜式音訊裝置的電池使用時(shí)間。低功耗運(yùn)作模式能夠使具備訊號處理功能的超低功耗編譯碼器將來電 / 簡訊鈴聲的功耗降至 5mW 以下，并且使 8kHz 或 16kHz 語音通訊的功耗降至 7mW 以下，同時(shí)使最高音質(zhì) 44.1kHz 立體聲耳機(jī)音樂播放的功耗降至 10mW 以下。 結(jié)合超低功耗資料轉(zhuǎn)換及低功耗訊號處理等功能在同一芯片上能夠使內(nèi)含應(yīng)用處理器及編譯碼器的一般系統(tǒng)架構(gòu)發(fā)揮顯著的節(jié)能效用。在這些架構(gòu)中，超低功耗編譯碼器能夠執(zhí)行應(yīng)用處理器的部分或全部音訊處理功能。 具備基頻芯片或應(yīng)用處理器芯片的系統(tǒng)都有模擬輸入及/或輸出功能。具有訊號處理功能的編譯碼器提供了一個(gè)成本低且開發(fā)過程短的解決方案，能夠整合其它功用或功能，完全不需要重新進(jìn)行程序設(shè)計(jì)或更換現(xiàn)有的基頻或應(yīng)用處理器，另一項(xiàng)可延長電池使用時(shí)間的強(qiáng)大工具是具備嵌入式迷你 DSP 的全新超低功耗編譯碼器。這些裝置及其強(qiáng)大的圖形程序設(shè)計(jì)工具能夠?yàn)楸姸啾銛y式音訊處理及通訊系統(tǒng)架構(gòu)提供低功耗的音訊解決方案。其中，立體聲播放的功耗可低至 2.4mW，這是透過使用圖形軟件環(huán)境進(jìn)行程序設(shè)計(jì)而達(dá)成的，也可簡化制造商的程序設(shè)計(jì)。 便攜式消費(fèi)性電子產(chǎn)品市場的競爭十分激烈，而且變化步調(diào)相當(dāng)快?？焖俚纳鲜袝r(shí)程及超低的功耗能縮短制造商的設(shè)計(jì)過程，并協(xié)助他們開發(fā)出與眾不同的產(chǎn)品。而具備整合式 DSP 的超低功耗音訊轉(zhuǎn)換器以及有助于加速程序設(shè)計(jì)的圖形式軟件開發(fā)環(huán)境即為其中的競爭優(yōu)勢。 如需 TLV320AIC3254 的詳細(xì)信息，請參考網(wǎng)頁：PurePath Studio 關(guān)于作者 Luca Cacioli 是德州儀器便攜式音訊轉(zhuǎn)換器的便攜式音訊營銷經(jīng)理，本身擁有意大利佛羅倫薩 Universita' di Firenze 的 BSEE/MSEE 學(xué)位及美國德州達(dá)拉斯 Southern Methodist University (SMU) 的 MBA 學(xué)位。David Zaucha 是德州儀器便攜式音訊轉(zhuǎn)換器的軟件開發(fā)經(jīng)理，本身擁有美國麻薩諸塞州艾摩斯特市 University of Massachusetts 的 BSEE 學(xué)位及美國紐約州羅契斯特市 University of Rochester 的 MSEE 學(xué)位。