Android audio codec power consumption

Android audio codec power consumption

 

一、        Codec状态

1、Off Mode；

2、Normal Operation；

3、Standby。

 

状态转换：

1à2：从关闭模式到正常操作模式；

1à2à3：从关闭模式到standby模式，需要先从关闭模式到正常操作模式；

3à2：从standby模式到正常操作模式；

3à1：从standby模式到关闭模式；

 

二、        在android kernel内核中做power consumption的难点

在kernel/sound中，有soc_suspend()、soc_resume()来管理codec的power，在android进入suspend的时候，调用注册的soc_suspend()，使codec进入关闭状态；在android唤醒的时候，系统会调用注册的soc_resume()来使codec进入工作状态。

但是，在有Incall或者FM的时候，为了降低系统功耗，需要将整个系统进入deep-sleep状态，目前在Incall或者FM的时候，在应用程序中强制申请了wake lock，使得系统想进deep-sleep状态的时候，无法进入，因此功耗比较大。为了解决这种功耗大的问题，必须使系统能在有Incall或者FM的时候，也能顺利进入deep-sleep状态，关闭wolfson的电，最大限度地降低功耗，提高续航能力，那么就需要在Incall和FM的应用程序中释放出wake lock，使得系统想进deep-sleep状态的时候。

在系统进入deep-sleep状态的时候，系统会调用soc_suspend()，但是在kernel中要得到当前有没有Incall或者FM正在使用的情况，获取当前codec声音通道的使用状况非常困难。另外，对亮屏的时候，codec未使用的情况下，要使codec进入suspend，控制更困难。

为了更顺利的控制codec的power状态，把codec状态中的Noamal和standby控制放在ALSA中间层控制，因为在ALSA中间层，能够很方便地掌握当前声音通道的使用情况、有无PCM数据读写，因此在ALSA       中间层直接控制codec的Noamal和standby状态，在deep-sleep的kernel/sound中管理Off模式，两者相结合应该是比较合适的方案。

 

三、        Codec power状态控制方案

1、Incall、FM、ATV

在打开Incall、FM、ATV声音通道的时候，将wolfson调整为Normal状态，在关闭Incall、FM、ATV声音通道的时候，将wolfson调整为standby状态。

 

       2、PCM

在打开playback声音通道的的时候，如果当前有Incall、FM、ATV，不改变wolfson的power状态，如果没有Incall、FM、ATV，则将wolfson

调整为standby状态，在向wolfson写数据之前先将wolfson的power调整到Normal状态，然后开始写PCM数据到wolfson，在写完PCM数据后，在执行drain函数过程中，如果没有Incall、FM、ATV，就将wolfson调整为standby状态。

在亮屏的时候，不使用wolfson时选择standby状态，因为standby状态转换到Normal的时候耗时较少(10ms<)，从关闭到Normal的时候耗时要长一些（>32ms），有可能会影响实际音频效果，同时还需要考虑如何从standby到关闭状态的控制。Wolfson从Normal状态到完成关闭状态大概需要522ms。另外，选择standby还可以避免wolfson开电的声音，但是需要4mA左右的开销。

 

 3、deep-sleep中管理Off模式

   在ALSA中间层管理wolfson的Noamal和standby状态，在执行deep-sleep过程中，如果当前系统为standby模式，就可以关闭wolfson的电，进入Off模式，否则，wolfson不进入deep-sleep模式，直接返回，不影响系统其他部分进入deep-sleep模式，达到整个系统功耗降低的效果。

 

四、        方案需要完成的工作

1、  修改codec WM8993的驱动，提供直接控制power状态的接口，关闭soc_suspend()、soc_resume()功能，增加状态文件/proc/alsa/powerstate作为控制状态的特殊通道，android当前系统的状态文件/sys/power/state；

2、  在ALSA中间层通过特殊通道调用驱动中的power状态的控制接口

3、  修改ALSA中间层代码，做好状态控制逻辑的管理，如hardware下alsa_default.cpp文件中；

4、  Incall、FM的应用程序需要放开wake lock。