降低藍牙裝置的功耗的方法

圖 3 BlueCore3-ROM CSP 晶片封裝

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

CSR從0.18微米轉移至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(zhù)的影響。隨著(zhù)硅元件尺寸越來(lái)越小，晶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選擇在單晶片規格中采用DSP架構，在立體聲與單聲道耳機市場(chǎng)帶來(lái)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航力能比得上音樂(lè )播放裝置的電池續航力?，F今的iPod提供相當長(cháng)的電池續航力(10至15小時(shí))，遠勝過(guò)一般的移動(dòng)手機，立體聲耳機必須達到相近的電池續航力，而且不會(huì )過(guò)度消耗音樂(lè )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(wú)線(xiàn)耳機能達到10至16小時(shí)的續航力(分別是 BlueCore3-MM 與 BlueCore5-MM )，遠遠超越其他廠(chǎng)商最優(yōu)秀的產(chǎn)品，這些非DSP解決方案的續航力最高只有5小時(shí)。

為何整合DSP架構能讓電池續航力大幅提升? DSP架構的耗電率原本就遠低于其他廠(chǎng)商采用ARM處理器開(kāi)發(fā)的裝置，再加上DSP在原生模式下就支援各種音樂(lè )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(wú)線(xiàn)技術(shù)來(lái)傳送音樂(lè )檔案。

為確?；ネㄐ?，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(shí)用，但卻和目前廣受消費者歡迎的音樂(lè )儲存格式不一致。因此，若耳機僅支援SBC，音樂(lè )播放裝置或手機就必須執行轉碼作業(yè)，在傳送之前先解壓縮，然后再壓縮一次。執行這項功能不僅影響音樂(lè )的品質(zhì)，轉碼作業(yè)本身就耗用大量的處理器資源，在現今手機使用的一些典型的處理器核心中，會(huì )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(jìn)行串流傳輸。這會(huì )影響到連結的可靠度，也會(huì )耗用更多的電池電力。

為解決轉碼衍生的效率低落與耗電量的問(wèn)題，CSR運用以DSP為基礎的BlueCore多媒體元件，開(kāi)發(fā)出專(zhuān)屬的藍牙立體聲耳機參考設計方案，結合SBC與MP3格式的編碼軟件。藉由支援MP3編碼功能，就不需再進(jìn)行轉碼，傳送MP3檔案所消耗的電力也比以往來(lái)得低。在典型的耳機參考設計方案中 - BlueTunes 1采用 Bluecore3-MM C 在透過(guò)標準非EDR頻道接收串流SBC音樂(lè )時(shí)，耗電率不到 95mW (25mA 與 3.7V C 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(lèi)產(chǎn)品在耗電方面的差異：
　
運作模式 其他廠(chǎng)商的元件 CSR BlueCore3-MM
通話(huà) (SCO, HV3, master) ~112mW ~45mW
串流音樂(lè ) (SBC) ~180mW ~95mW
待機 (唿叫掃瞄) ~3.3mW ~1mW

圖 4 BlueCore3-MM 與主要競爭廠(chǎng)商元件的比較

Casual不定時(shí)掃瞄

在不連結至其他裝置時(shí)，藍牙無(wú)線(xiàn)電會(huì )在 呼叫掃瞄或待機模式下運作，讓無(wú)線(xiàn)電波在每1.28秒搜尋其他可連接裝置的射頻范圍，當無(wú)線(xiàn)電波掃描到其他裝置之后會(huì )送出一個(gè)辨識器到本地端裝置，以便在有需要的時(shí)能建立連線(xiàn)。CSR一直運用新技術(shù)，來(lái)減少呼叫掃瞄模式下所需要執行的活動(dòng)，因此能進(jìn)一步降低耗電量。其中一種作法是袢『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(lái)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(jìn)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(méi)有射頻電波活動(dòng)，就不必進(jìn)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。

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(wèn)題的同時(shí)，業(yè)者還必須因應消費者對產(chǎn)品效能、功能、互通性、以及連結等方面的持續攀升的需求。藍牙身為電池供電設備最適合的無(wú)線(xiàn)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(jìn)采用新規格或新系列藍牙裝置的效能。透過(guò)采用DSP架構來(lái)增進(jìn)多媒體效能，不僅可進(jìn)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(kāi)發(fā)藍芽產(chǎn)品廠(chǎng)商設計時(shí)的參考。