延長電池使用時間的訣竅：運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，同時延長電池的使用時間。另一方面，制造商還得縮短開發(fā)時間，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 及強大圖形式程序設(shè)計工具的發(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為其提供低功耗音訊解決方案。圖形程序設(shè)計環(huán)境及豐富的軟件鏈接庫能夠縮短應(yīng)用程序的開發(fā)完成時間，使其遠少于在一般程序設(shè)計環(huán)境下進行開發(fā)所需要的時間。

就低功耗運作方面而言，許多新一代的低功耗編譯碼器都能夠以單一 1.5V 至 1.8V 電壓運作模擬及數(shù)字核心，若以低達 1.26V 的電壓運作數(shù)字核心，還能夠進一步降低功耗。許多裝置都有低功耗運作模式，然而，額外的功率調(diào)節(jié)選擇能夠讓設(shè)計人員根據(jù)錄制及播放時使用的個別配置及處理選項來調(diào)節(jié)功率，這可協(xié)助設(shè)計人員將功耗降至最低，進而機動性地根據(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行最佳化。

如圖 1 所示，編譯碼器的耗電量可透過這項功能進行調(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 (手機與手機操作) 及不同的訊號處理需求 (低噪聲與高噪聲通訊環(huán)境) ，皆能達到最佳效能。針對無需轉(zhuǎn)換的模擬旁路運作模式、PLL 與無需 PLL 的運作，或者 D 類與 AB 類耳機驅(qū)動配置，功率調(diào)節(jié)控制都能夠提供額外的配置選項，而這些配置控制皆是透過 I2C 或 SPI 總線進行管理。

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間。低功耗運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，同時使最高音質(zhì) 44.1kHz 立體聲耳機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，完全不需要重新進行程序設(shè)計或更換現(xiàn)有的基頻或應(yīng)用處理器，另一項可延長電池使用時間的強大工具是具備嵌入式迷你 DSP 的全新超低功耗編譯碼器。這些裝置及其強大的圖形程序設(shè)計工具能夠為眾多便攜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)境進行程序設(shè)計而達成的，也可簡化制造商的程序設(shè)計。

便攜式消費性電子產(chǎn)品市場的競爭十分激烈，而且變化步調(diào)相當快。快速的上市時程及超低的功耗能縮短制造商的設(shè)計過程，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)計的圖形式軟件開發(fā)環(huán)境即為其中的競爭優(yōu)勢。