使用 XMOS U 系列芯片时减少功耗...
 
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使用 XMOS U 系列芯片时减少功耗的一些建议  

 
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(@hc)
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1. 测试条件

i. 使用 USB Audio 2.0 DJ Kit 硬件
开发板需要修改后去测试 VSUP 的电流和电压, 另外需要使 VDDIO 和板子其他部分分离了开来, 使得测试更准确

ii. 使用的固件是 “sw_usb_audio”, 版本是 6.1.0, 可以支持低功耗的操作, 之后更新的固件版本都将会包含这个功能

iii. 测试 XMOS 功耗的方法如下图所示

2. 功耗的测量和优化

i. 硬件上面的修改包括电压的减小和使用高品质的电感
下面是 XS1-U6 USB Audio参考设计, 配置成代典型的 stereo output, USB Audio Class 2, 192KHz

一个更小的电压降, 会使得 VSUP 提供给两个内部的 DC-DC 的调节效率变得更高, 所以 3V3 的 VSUP 替代 USB 典型 5V0 的VBUS 会更节约功耗, 然后使用一个高品质低 ESR (65mR) 的电感替代标准的电感 (200mR) 可以有效地减少功耗, 如下图

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对比两个表可以发现, 减少 VSUP 电压和使用高品质的电感减少了 16.5mW 的功耗

(2) 参考设计特性的精简.
比如减少声卡的采样率到 48KHz,然后使用 Full USB Audio Class 1 和 Full Speed USB.
在很多情况下可能我们要求传输的音质并不需要要求那么高, 那可以减少 audio 的采样率, 比如用48KHz,USB Audio Class 1 和 Full Speed USB 来替代 192KHz, USB Audio Class 2 和 High Speed USB. 传输还是 24-bit 和异步传输方式, 音质还是非常高的, 可以对比之前的表格

(3) 总结
这个应用表明, 一些简单的设计可以有效地减少将近 12% 的功耗, 即便是像 XS1-U6 在 500MIPS 的速率下高速的运行, 如此灵活的接口和高水平的模拟集成, 再结合 USB Audio 固件提供了最高质量的 USB Audio 接口, 也是可以将功耗拉低到 300mW 左右.

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Posted : 29/09/2017 3:20 pm