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  • 双发机制有效降低TWS耳机功耗 让性能与功耗背向而行
    http://www.ic72.com 发布时间:2019-8-21 11:04:24

     

    iPhone 7发布以来,市面上开始逐渐盛行手机不设置耳机孔的惯例。加上AirPods的优秀表现,让消费者逐渐习惯了蓝牙耳机。如今大多数消费者已经对TWS蓝牙耳机接受程度越来越高,而这也造就了如今TWS蓝牙耳机市场的繁荣。对于TWS蓝牙耳机最重要的芯片而言,随着用户的需求的不断拓展,对其要求也在不断提升,这对厂商而言将是一个不小的挑战。

    如今市场中,TWS蓝牙耳机的基本模式已经被确立,那便是以分体式耳机加充电盒的组合为主。虽然耳机充电盒不仅能能够充当耳机的收纳装置,同时可以有效的帮助耳机进行续航,但耳机本身的续航表现直接关乎用户的使用体验,而在功耗与性能上,各厂商又将如何进行权衡。

    为此,记者采访到了紫光展锐泛连接事业部总经理王泷,他表示紫光展锐在不降低性能的前提下,对功耗进行调优。“我们在性能和功耗上,要在最好的性能上达到最低的功耗,而并不是选择以降低性能的情况下来降低功耗。以紫光展锐的芯片为例,它是超低功耗设计,带载功耗在9mA以内,此外对于TWS的小巧设计可以支持4小时以上连续播放。”

    作为国内知名的TWS蓝牙耳机芯片供应商,中科蓝讯创始人&CEO刘助展对此认为:“降低功耗是一项系统级的多方面设计。我们采用了RISC-V这一优秀的CPU,有效地控制了内核的功耗。我们的模拟团队也是身经百战,拥有着丰富的低功耗设计经验,设计出低功耗的差分DAC、RF模块。同时,运用基于双发机制的TWS技术,从软件算法上也减少了蓝牙的无线通信,有效地降低了整机功耗。”

    而作为国际大厂,Qualcomm在此方面有自己独到的见解:“如今,消费者越来越期待无线耳机可以实现媲美有线耳机的音频性能,如支持主动降噪、高分辨率音频等。然而,个人音频产品是最具挑战的产品,由于产品外观设计小巧,想要集成一些复杂的产品特性、进行音频处理都变得非常困难,小尺寸设计对电池容量提出了需求,因此超低功耗至关重要。”

    Qualcomm产品市场总监刘俊勇表示:“我们面临的挑战是,在提升设备处理能力和性能的同时,还要大幅降低功耗,这也是Qualcomm最先进的低功耗蓝牙音频平台所希望解决的问题。在QCC5100系列中,我们集成了四核处理器,即双核Qualcomm Kalimba DSP音频子系统和双核32位处理器应用子系统,来应对上述的使用场景;同时,我们也集成了专用的硬件模块去支持低功耗混合ANC,以及一些优化的硬件模块来支持语音用户界面和低功耗关键词唤醒。我们针对整个平台进行了系统级的优化,与前代芯片相比,QCC5100在播放音乐时降低高达65%的功耗,这意味着可以在相同电池规格的条件下,可以延长两倍以上的续航时间。”

    王泷也表示了紫光展锐在TWS耳机功耗上的研究方向:“功耗永远没有最低只有更低,紫光展锐也会在后续用更先进的制程去做耳机芯片,将带来更好的功耗表现。在增加声音质量,增加语音识别的前提下还能保持功耗不变甚至降低,将是我们未来的研究方向。”

    TWS耳机不仅在功耗上有严格要求,对于耳机无线连接方式也有着相当高的要求。在许多TWS耳机上可以发现,两只耳机上有主副耳机的设置,这导致主耳机必须要与设备相连后,才能将信号转发给副耳机,这可能导致在信号连接不稳定的同时,还可能产生高延迟及两只耳机功耗不统一从而损坏耳机的情况出现。

    针对这种情况,刘助展表示:“首先,我们采用的是双发模式,弱化了主辅机的差别。其次,我们有设计一套自动主动切换机制,可以根据环境的信号变化情况,以及当前电池的损耗情况,对耳机进行及时调整。”

    而紫光展锐方面对此也有自己的解决方案,事实上我们不仅可以同时支持两只耳机,甚至可以支持多耳机共同作为主机使用,相当于做一个mesh群组。对用户而言,完全没有主副耳机的分别,在音频上也能做到无缝切换,在降低功耗的同时,还能拓展TWS耳机在更多的应用场景中使用。

    王泷以紫光展锐最新发布的产品为例,做了更详细的解释:“以我们最新的芯片为例,该产品没有主副耳这个观念,两耳消耗的功耗是均衡的。我们的设计采用深度优化算法,不再需要区分主耳和副耳,左右耳可随时中断,互不干扰,也不需要因为同步额外耗电。所以我们在切换的时候可以做到无缝切换。”

    对此,高通方面也有自己的解决方案,刘俊勇表示:“蓝牙音频在我们的生活中发挥着日益重要的作用。Qualcomm三大低功耗蓝牙音频平台系列产品中,每个平台有两种工作模式包括TrueWireless Stereo和TrueWirelessStereo Plus。其中TrueWireless StereoPlus采用Qualcomm-to-Qualcomm的模式,让两路独立的音频流从手机直接向每个耳塞单独提供信号。在TrueWireless Stereo Plus连接技术下,音频流传输不需要通过一个耳塞经由人脑中继到另一个耳塞,从而大大提高了射频传输的可靠性。另外,通过中继的方式传输,一个耳塞需要在接收手机发送音频流的同时进行转发,这意味着将产生较大功耗。而TrueWireless Stereo Plus技术采用‘Qualcomm-to-Qualcomm模式’,即搭载骁龙845、骁龙670,骁龙710,骁龙855及以后的骁龙移动平台的智能手机可以和基于ADK6.x的耳机平台的耳机工作在Qualcomm-to-Qualcomm的模式,不需要主耳机作为中继器,可极大节省功耗,延长用户使用时长。”

    刘俊勇以骁龙855为例,阐述该技术实现过程,利用骁龙855移动平台和与其搭配使用的QCC芯片组,Qualcomm通过端到端的方式实现了体验的升级,特别是音质、时延和功耗这三方面的提升。骁龙855移动平台集成的QualcommTrueWireless Stereo Plus技术,让左右声道可以直接从手机分别传输到左右耳塞,这让两个耳塞可以保持均衡的功耗,不仅可以带来更长的播放时间,还有助于降低时延。此外,由于不再有主/副耳塞之分,两个耳塞都直接与手机连接并进行同步。

    可以看到未来的TWS蓝牙耳机趋势便是在模糊主副耳机概念,使用任一耳机都可以行使主机功能。同时在这种模式下,还能有效的避免过去主耳机功耗过高,导致两只耳机功耗不一致,最后致使产品寿命缩短等问题。


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