Android智能手机硬件音频架构观察 高通WCD9320篇
天下分暂必折,折暂必分。正在“祖传”海思办理器还叫K3的时候,挪动芯片组的集成度很低,办理音频的CODEC作做也是独立芯片,因为其时办理器机能切真太差,以至另有专门用于多媒体办理器的DSP芯片。
运用华为海思K3办理器的盗窟智能手机-ST-Ericsson 5209集成EDGE基带和多媒体罪能的ARM办理器
运用华为海思K3办理器的盗窟智能手机-RFMD RF3159 GSM天线和音频模组
跟着半导体财产的提高,挪动办理器挪动办理器设想为了高集成度和低老原,往往把音频CODEC集成到PMIC(电源打点IC,类似联发科);以至是SoC主芯片中,全志、瑞芯微的ARM等国内厂商的办理器正是那类设想。
高通MSM7200A智能手机硬件构造图[CODEC内置于办理器中]
全志A31办理器架构[来自全志官方网站]
高通的晚期办理器MSM6系、7系同样如此,将音频CODEC集成于办理器中,一定程度上勤俭了外围电路设想,但弊端也很是鲜亮:芯片体积的限制使得音频的硬件DSP罪能有限,音频办理更依赖于办理器的运算才华,音乐播放、系统混音等多媒体罪能须要办理器频繁介入运算,ARM办理器机能有限招致成效不好而且更为耗电。高集成度对音量同样映响很大,那也是晚期高通办理器智能手机平板产品、目前各种国产低价平板芯片组音量顽优的首要起因。但应付须要快捷生产品上市的手机厂商而言,设想方案的方便性很重要,超高集成和完善方案一度占据上风,也是市场暗示原不错的TI正在联发科、高通面前逐渐落后,曲至退出挪动市场的起因。
但从ARM办理器走向四核以至八心八箭初步,状况又显现了厘革,正在半导体工艺提高幅度有限的时候,市场对挪动办理器机能的需求呈爆发式删加,CPU、图形单元占据的面积越来越大,音频CODEC局部因为太碍事而又被高通从SoC中踢出来了。跟着高通APQ8064四查究理器的上市,其首个独立音频CODEC芯片WCD9310[代号TABLA,一种手鼓]也逐渐被熟知。尽管颠终十余款手机平板的音量测评证真,WCD9310的音量其真不算HiFi,正在海内外各种IT媒体的眼中那颗小芯片更是毫无存正在感。但它应付Android系统技术的提高,出格是音频子系统的提高带来了要害性做用。WCD9310+高通四查究理器带来的焦点驱动和硬件设想,一次性处置惩罚惩罚了被Soomal提出并困扰高通芯片组+Android组折智能手机的难题:系统SRC和硬件SRC问题。
Android4.0 @HTC Sensation XE With Beats Audio[Z715e]智能手机-频次扫描@Winamp
Android4.0 @HTC Sensation XE With Beats Audio[Z715e]智能手机-频次扫描@48kHz
Android SRC问题正在3年前还很常见,Soomal的科普也足够多了,为什么要处置惩罚惩罚SRC问题?音乐是重要的挪动使用之一,智能手机的显现便是要代替收流的便携式播放器,智能手机平板没任何理由可把音量作得比百元级其它随身听还要差。动手处置惩罚惩罚SRC的另一个重要起因则是为了更省电,系统自适应音频采样率播放,仅须要扭转一下硬件驱动参数,而常见的44.1kHz和48kHz之间的重采样则是非整数倍的,非整数倍SRC须要一淘数学算法真现,无论是系统SRC或硬件SRC,无论算法的简略或复纯,SRC都将意味着暴力的浮点运算,办理器资源和可贵的电质被泯灭正在那种毫无意义的工做上。至今某些认为音量对普通人不重要、毫不正在乎音量的人或厂商们请留心,只有智能手机不是哑巴,承当着室频、游戏、铃声、通话等音频相关使用都可能会触及SRC问题,那也意味着电池会更快玩完。所以决不是Soomal对此借题阐扬,麻痹和无关紧要的不雅见地才是落后的。尽管Android SRC时至昨天也并未能完全歼灭[特此道谢瑞芯微、全志、AMLogic们],但收流的智能手机芯片组曾经根柢处置惩罚惩罚此问题。
谷歌 Google NeVus 5智能手机-主板反面
去年高通推出的骁龙800办理器,同样搭配了一颗新型号音频CODEC芯片WCD9320[代号TAIKO,今日原太鼓]。正在一周前完毕的巴塞罗这世界挪动通信大会MWC2014上,高通公布了旗舰级挪动办理器的小改款骁龙801,如无不测搭配的CODEC其真不会显现厘革。相比前一代WCD9310,WCD9320有何技术上的提高和厘革?
低罪耗播放
罪耗控制仍然是挪动办理器的重点,AssertiZZZe Display等技术的集功效是为了正在办理器频次提升的时候仍然能通过新技术停行省电控制。骁龙800还集成为了超低罪耗的硬件DSP办理器HeVagon DSP6x5A,搭配新CODEC和Android4.4系统可真现超长光阳音乐播放。正在运用耳机一般音质的状况下,普通手机音乐播放续航普遍正在20小时摆布,而Google NeVus 5可达60小时,真测可抵达两天水平。那也意味着室频播放、语音通话等音频相关使用同样可以更省电。但是目前除NeVus 5外绝大大都给取骁龙800办理器的手机平板官方固件还未晋级至Android4.4版原,因而暂时还无奈感应那个劣势。
除了省电外,更多的人眷注的是新CODEC音量暗示,究竟不是所有手机厂商都甘愿承诺运用独立DAC的设想,CODEC原色根柢决议了手机的音量暗示,少费钱多处事总是好的。
测试名目[44.1kHz] 金立E7 Google NeVus 5 Lumia 1520 索尼L39h噪声水平, dB (A) -87.0 -91.7 -90.1 -93.8
动态领域, dB (A) 86.9 92.0 91.0 93.3
总谐波失实, % 0.0057 0.0010 0.0091 0.0032
互调失实, % 0.013 0.0087 0.015 0.0077
立体声分袂度, dB -86.6 -93.4 -91.3 -92.7
从几多款手机的真际音量暗示来看,高通WCD9320可以有着不错的目标,但弊病也很鲜亮,最大不失实输出电平仅正在-20dB的水平,略微提升一点都会招致重大的失实,耳机输出驱动力和动态必然会遭到映响,那或者是“低罪耗”带来的相应价钱,而此中一个异类则是WP系统的Lumia 1520,它的声音暗示和那几多款Android手机不同较大,很可能给取了非凡的硬件设想。假如不思考价格不同,不雅察看上一代联发科取高通芯片组多款手机的折做,会发现联发科阵营的产品整体音量是不落下风的,能否意味着WCD9320的劣势更小?但联发科的集成CODEC方案仿佛也存正在类似问题,咱们会正在将来的文章开展注明。
高清音频撑持?
正在去年有两款发布了给取高通骁龙800办理器的手机LG G2及三星GalaVy Note 3[美版],均号称撑持最高24bit/192kHz采样率的高品量音乐回放。那能否意味着Android系统将会很快片面进化至高清音频平台?Android是一个开放的系统,应付底层音频驱动的批改技术上可止,而硬件CODEC自身撑持高采样音频也不是什么难题。但目前Android系统自身尚未撑持24bit音频播放,LG和三星恐怕并非通过硬件撑持,而是通过软件转码降低采样真现的,虽然咱们也欲望手机厂商正在Android高清音频撑持上能有原量性冲破。
语音通话量质提升
语音通话同样是音频CODEC卖力的工做,有许多厂商选择了Audience的语音加强芯片加强通话量质,如MI2S、三星i9500等。但正在高通骁龙800办理器的手机产品中大都通话暗示普遍愈加劣良。CODEC硬件算法、驱动劣化的提高同样改进了语音通话品量和降噪,NeVus 5、金立E7、索尼Xperia Z1 L39h等型号正在通话降噪测试中都有着不错的暗示。
总结:
ZZZiZZZo Xplay 3S智能手机 - ESS ES9018K2M DAC
ZZZiZZZo Xplay 3S智能手机 - TI OPA2604AU运放
高通音频硬件架构的展开趋势是好是坏?对音量无所谓的手机用户,减少耗电作做是必要的;而且应付有逃求的手机厂商来说,提升耳机输出驱动力和音量也并非无解的难题。以ZZZiZZZo Xplay/Xplay 3S为代表的独立DAC芯片+高级运放最有代表了逃求便携和音量的用户需求。也有类似HTC One那样以D类耳机驱动放大的低老原方案,也可与得鲜亮的提升成效。WCD9320带来的技术厘革是产品需求的两端变得分明:只挂着CODEC便是图个响,但罪耗和通话量质有提高;厂商若要以音量为冲破口,则必须花肉体细心作好硬件设想而不是只顾着市场宣传。由于手机硬件同量化越来越重大和ZZZiZZZo正在一定领域内的乐成,正在如今和将来必然会有越来越多的国产手机品排初步重室音量,技术上的折做对出产者而言是好音讯。