国产毛片a精品毛-国产毛片黄片-国产毛片久久国产-国产毛片久久精品-青娱乐极品在线-青娱乐精品

何降低藍牙裝置的功耗

發(fā)布時間:2010-3-12 16:04    發(fā)布者:李寬
關(guān)鍵詞: 功耗 , 藍牙 , 裝置
功耗是決定可攜式裝置發(fā)展成敗的關(guān)鍵因素。由于這類裝置的趨勢朝向功能匯整的方向演進,最明顯的跡象就是百萬像素數(shù)字相機整合至照相手機中,新型的多功能裝置必須持續(xù)迎合消費者的需求,尤其是在功耗方面。

雖然藍牙本身就已是低功耗技術(shù),但為了進一步延長電池續(xù)航力,藍牙技術(shù)聯(lián)盟(Bluetooth SIG)仍持續(xù)整合許多新方法,以降低新版本藍牙規(guī)格的功耗。在2004年11月,Bluetooth SIG修訂了 2.0+ Enhanced Data Rate (EDR)規(guī)格,結(jié)合一種革命性的技術(shù),創(chuàng)造出更有效率的無線連結(jié)一與資料封包傳送機制。

藍牙規(guī)格

Bluetooth SIG降低藍牙裝置功耗最重要的方法,就是發(fā)展出EDR Bluetooth。藍牙無線電元件消耗的電力,取決于運作時間的長短。v2.0+EDR 藍牙規(guī)格讓資料傳輸速度達到傳統(tǒng)藍牙的3倍(3Mbps 比 1Mbps),這代表無線電波的運作時間減少到三分之一,因此消耗的電量也減少至三分之一。提高的資料傳輸率歸功于徹底改變資料封包的傳輸方式。
      
標準傳輸率(1Mbps – 例如像 v1.2 以前的藍牙版本 ) 封包中含有四個部分 :

        1. 存取碼 (Access Code) – 接收裝置利用這個存取碼來辨識輸入端的傳輸作業(yè)
        2. 封包表頭 (Header) – 描述封包的種類與長度
        3. 封包內(nèi)容 (Payload) – 實際傳送的資料內(nèi)容
        4. 跨封包的 Guard Band (Inter-packet Guard Band)–將無線電波轉(zhuǎn)至下個頻帶

所有三個傳送部份都采用高斯頻率偏移調(diào)變機制 (Gaussian Frequency Shift Keying, GFSK)來處理射頻訊號: 載波頻率偏移范圍為正負160 kHz,來代表零或一,每個符元(symbol)編碼出一個位元。符元傳輸率為 1 Msps (Mega Symbol Per Second)。存取碼、表頭、以及Guard Band保護頻帶等三個部份所需的資源,讓最高負載資料率達到723 kbps。

Bluetooth EDR 封包仍對存取碼與表頭采用GFSK調(diào)變機制,但對Payload資料則使用以下二種其中之一不同的調(diào)變機制: 一種是強制性,提供2倍的資料傳輸率,能容許較高的噪音; 另一種是選擇性調(diào)變機制,提供3倍的資料傳輸率。

2倍資料傳輸率采用 π/4 Differential Quadrature Phase Shift 鍵移或 π/4-DQPSK技術(shù)。這種調(diào)變機制會改變載波的相位而不是頻率。“Quadrature” 代表每個符元有四個可能的相位,讓每個符元中有兩個資料位元能進行編碼。符元率維持不變; 因此資料傳輸率提高兩倍。

3倍資料傳輸率采用的是 8-DPSK (8-Phase Differential Phase Shift Keying),這種機制類似π/4-DQPSK,但能移至任何8個可能的相位。鄰近位置之間縮小的相位差,加上使用 ±π 相位跳變,意謂著8-DPSK較容易受到干擾,但每個符元能編碼3個位元的資料。

在EDR規(guī)格的成功邁入實際產(chǎn)品階段后,通過檢驗的產(chǎn)品于2005年問市,SIG仍繼續(xù)研究各種新方法來降低耗電量。

CSR BlueCore以低功耗模式及內(nèi)部時脈進一步降低耗電量

CSR的BlueCore芯片內(nèi)建的硬件時脈,能將數(shù)字元件與無線電加以區(qū)隔;關(guān)閉無線電;以及將芯片切換至淺層或深層睡眠模式。藉此提供甚至可超越 Bluetooth SIG官方標準的低耗電效能。

低功耗模式以及內(nèi)部時脈

BlueCore芯片內(nèi)的硬件時脈能將數(shù)位元件與無線電加以區(qū)隔; 關(guān)閉無線電; 以及將芯片切換至淺層或深層睡眠模式。


圖 1 淺層睡眠模式的耗電量

在淺層睡眠模式時中,時脈速度從16MHz降低至0.125MHz ,電流從 10mA降低至 2mA (如圖1所示)


圖 2 深層睡眠模式的時脈結(jié)構(gòu)

在深層睡眠模式中,主要的晶體加上所有其他時脈元件都被關(guān)閉,只留下1kHz給振蕩器 (Oscillator) 使用(如圖2所示)

在切換至深層睡眠模式時,BlueCore需要 20milliseconds (ms)的無作業(yè)空閑時間。在喚醒方面,芯體需要 5ms的時間來重新啟動,元件需要約20ms的無作業(yè)時間(預測)。BlueCore能透過排程警報,在下一次排定的作業(yè)之前喚醒元件,或是由PIO、 UART、或USB連結(jié)埠傳送器的中斷,藉以離開深層睡眠模式。

芯片架構(gòu)


圖3 BlueCore3-ROM CSP 芯片封裝

BlueCore 芯片架構(gòu)本身扮演一個重要角色,確保功耗的效率以及降低耗電量。圖3列出一個BlueCore3-ROM CSP芯片級封裝設計,顯示BlueCore芯片的典型配置。

CSR從0.18微米轉(zhuǎn)移至0.13微米制程,發(fā)展CSR的第五代BlueCore5元件,對耗電量方面產(chǎn)生顯著的影響。隨著硅元件尺寸越來越小,芯片中不同元件之間的通信變得更有效率,相同的功能如今僅須小量的電力就能完成。

DSP: 降低功耗與提高效能

CSR選擇在單芯片規(guī)格中采用DSP架構(gòu),在立體聲與單聲道耳機市場帶來突破性的解決方案。在立體聲耳機方面,消費者希望其耳機電池續(xù)航力能比得上音樂播放裝置的電池續(xù)航力。現(xiàn)今的iPod提供相當長的電池續(xù)航力(10至15小時),遠勝過一般的移動手機,立體聲耳機必須達到相近的電池續(xù)航力,而且不會過度消耗音樂播放裝置或手機的電池電力。

BlueCore多媒體產(chǎn)品采用的DSP,協(xié)助CSR讓無線耳機能達到10至16小時的續(xù)航力(分別是 BlueCore3-MM 與 BlueCore5-MM ),遠遠超越其他廠商最優(yōu)秀的產(chǎn)品,這些非DSP解決方案的續(xù)航力最高只有5小時。

為何整合DSP架構(gòu)能讓電池續(xù)航力大幅提升? DSP架構(gòu)的耗電率原本就遠低于其他廠商采用ARM處理器開發(fā)的裝置,再加上DSP在原生模式下就支援各種音樂格式,例如像MP3、WMA、以及AAC。原生支援能力,讓產(chǎn)品不必使用低效率且高耗能的編解碼器,例如像利用SBC無線技術(shù)來傳送音樂檔案。

為確保互通性,所有使用藍牙AV profile的產(chǎn)品必須能與Bluetooth SIG強制壓縮編碼/解碼機制:子頻帶編碼(SBC)技術(shù)達到互通運作。雖然這項標準相當實用,但卻和目前廣受消費者歡迎的音樂儲存格式不一致。因此,若耳機僅支援SBC,音樂播放裝置或手機就必須執(zhí)行轉(zhuǎn)碼作業(yè),在傳送之前先解壓縮,然后再壓縮一次。執(zhí)行這項功能不僅影響音樂的品質(zhì),轉(zhuǎn)碼作業(yè)本身就耗用大量的處理器資源,在現(xiàn)今手機使用的一些典型的處理器核心中,會用去80%的處理器頻寬。這種耗用大量處理器資源的作業(yè),需要大量的電力,因此對電池續(xù)航力造成更多的壓力。

此外在縮小檔案方面,SBC的效率也比不上像是MP3等格式,因此需要更高的周期資源才能進行串流傳輸。這會影響到連結(jié)的可靠度,也會耗用更多的電池電力。

為解決轉(zhuǎn)碼衍生的效率低落與耗電量的問題,CSR運用以DSP為基礎的BlueCore多媒體元件,開發(fā)出專屬的藍牙立體聲耳機參考設計方案,結(jié)合SBC 與MP3格式的編碼軟件。藉由支援MP3編碼功能,就不需再進行轉(zhuǎn)碼,傳送MP3檔案所消耗的電力也比以往來得低。在典型的耳機參考設計方案中 - BlueTunes 1采用 Bluecore3-MM – 在透過標準非EDR頻道接收串流SBC音樂時,耗電率不到 95mW (25mA 與 3.7V – 相當于2004年頂級單聲道耳機的耗電水準)。這種設計大幅降低傳送MP3檔案的耗電量,且仍支援EDR功能。

下表比較了采用DSP的CSR產(chǎn)品與其他同類產(chǎn)品在耗電方面的差異:



運作模式 其他廠商的元件 CSR BlueCore3-MM通話 (SCO, HV3, master) ~112mW ~45mW串流音樂 (SBC) ~180mW ~95mW待機 (唿叫掃瞄) ~3.3mW ~1mW

Casual不定時掃瞄

在不連結(jié)至其他裝置時,藍牙無線電會在 "呼叫掃瞄"或待機模式下運作,讓無線電波在每1.28秒搜尋其他可連接裝置的射頻范圍,當無線電波掃描到其他裝置之后會送出一個辨識器到本地端裝置,以便在有需要的時能建立連線。CSR一直運用新技術(shù),來減少呼叫掃瞄模式下所需要執(zhí)行的活動,因此能進一步降低耗電量。其中一種作法是採取和GSM信號 (beacon)間隔相互同步的頻率,掃瞄射頻波電的范圍,利用可用的功率來掃瞄射頻范圍,手持式裝置藉此在GSM網(wǎng)路中建立辨識的機制。這種作法進一步發(fā)展出 "條件式掃瞄"機制,讓裝置能掃瞄射頻范圍。若沒有射頻電波活動,就不必進行完整的呼叫掃瞄,裝置可一直等到下一次掃瞄周期以再查看附近是否有其他裝置。

結(jié)論

對于掌上型裝置制造商而言,耗電量永遠是主要的考量因素之一。在面臨耗電率問題的同時,業(yè)者還必須因應消費者對產(chǎn)品效能、功能、互通性、以及連結(jié)等方面的持續(xù)攀升的需求。藍牙身為電池供電設備最適合的無線傳輸技術(shù),應該要能在最低功耗要求下提供強大的功能。因此Bluetooth SIG與各家業(yè)者致力改進采用新規(guī)格或新系列藍牙裝置的效能。透過采用DSP架構(gòu)來增進多媒體效能,不僅可進一步降低耗電,亦可提供對不同應用的支援與效能,可作為開發(fā)藍芽產(chǎn)品廠商設計時的參考。

來源:國際電子商情 2009-5
本文地址:http://m.qingdxww.cn/thread-9282-1-1.html     【打印本頁】

本站部分文章為轉(zhuǎn)載或網(wǎng)友發(fā)布,目的在于傳遞和分享信息,并不代表本網(wǎng)贊同其觀點和對其真實性負責;文章版權(quán)歸原作者及原出處所有,如涉及作品內(nèi)容、版權(quán)和其它問題,我們將根據(jù)著作權(quán)人的要求,第一時間更正或刪除。
您需要登錄后才可以發(fā)表評論 登錄 | 立即注冊

廠商推薦

  • Microchip視頻專區(qū)
  • 使用SAM-IoT Wx v2開發(fā)板演示AWS IoT Core應用程序
  • 使用Harmony3加速TCP/IP應用的開發(fā)培訓教程
  • 集成高級模擬外設的PIC18F-Q71家族介紹培訓教程
  • 探索PIC16F13145 MCU系列——快速概覽
  • 貿(mào)澤電子(Mouser)專區(qū)

相關(guān)在線工具

相關(guān)視頻

關(guān)于我們  -  服務條款  -  使用指南  -  站點地圖  -  友情鏈接  -  聯(lián)系我們
電子工程網(wǎng) © 版權(quán)所有   京ICP備16069177號 | 京公網(wǎng)安備11010502021702
快速回復 返回頂部 返回列表
主站蜘蛛池模板: 国产精品一区二区国产 | 五月天婷婷久久 | 999热成人精品国产免 | 欧美不卡一区 | 热99re久久精品这里都是免费 | 国产成人久久综合热 | 深夜国产一区二区三区在线看 | 97视频观看 | 九九热视频免费观看 | 日韩在线免费视频观看 | 国产三级在线观看视频 | 国产精品高清在线观看 | 日韩成人免费观看 | 国内精品视频一区二区三区 | 日韩在线理伦片免费观看 | 欧美亚洲一区 | 国产精品成人四虎免费视频 | 国产精品一区二区三区免费视频 | 中文字幕日本一本二本三区 | gay80岁帅老头毛都白了 | 亚洲天堂男人在线 | 欧美视频一区二区在线观看 | 99国产精品视频免费观看 | 日韩三级毛片 | 上海一级毛片 | 国产在线观看一区 | 手机看片1204国内基地在线 | 99re这里有免费视频精品 | 偷窥自拍p | 99热免费精品 | 欧美日韩一区二区三在线 | 996热在线视频 | 中文字幕在线看日本大片 | 欧美青青 | 岛国大片免费观看 | 韩国精品福利一区二区 | 国产成人久久精品区一区二区 | 午夜免费的国产片在线观看 | 狠狠狠狠操 | 制服师生一区二区三区在线 | 亚洲最大福利 |