手机软/硬件，如何优化功耗？

手机软/硬件，如何优化功耗？

在移动消费产品的设计中，功耗和电池寿命始终是一大挑战。 以手机为例，电池容量越来越大，芯片功耗越来越低。 显着改善体验。 这主要是由于手机新功能的增加，增加了整机的功耗，使得大容量电池和低功耗IC延长的续航时间被新功能吃掉了。

1. 电能消耗到哪里了？

比如现在流行的高刷新屏幕，早期手机的屏幕刷新率只有60Hz，但现在90Hz、120Hz逐渐流行，对屏幕刷新率不敏感的用户现在也逐渐意识到高刷新率带来的更好的视觉体验。 高刷新率通常意味着高数据速率，这需要更多的功耗。

与此同时，屏幕也越来越亮。 早期手机的显示屏在阳光下基本看不见，这得益于技术的进步； 现在的手机亮度可以轻松达到甚至接近它。

屏幕本身会消耗大量电量。 在高亮度模式下，功耗高导致发热严重，发热进一步影响功耗。 因此，夏天白天我们在户外时，手机摸起来会比较热。

恐怕除了CPU和GPU之外，音箱也是耗电大户。 为了提供更好的视听体验，立体声扬声器近年来在手机领域受到了众多消费者的青睐。 除了音箱本身功耗增加之外，音箱的智能功放及其背后的音效算法也会增加功耗。

此外，还有摄像头、指纹、红外传感器等各种传感器，无一例外都会争夺电池的电力资源。

手机功耗的优化一直是一个值得深入研究的课题，也是一个非常有难度的课题。 需要了解软件架构策略、硬件原理方案、制造工艺技术等，涉及知识面广、知识复杂。 一个比较高的研究方向。

2、如何制作软件？

从上到下列出功耗优化方案，首先是软件策略优化。 最简单的方法就是降低主频。 我们日常使用手机的时候，并不需要手机的CPU满负荷运行，DDR也不需要开足马力。 根据用户的使用环境合理调度各项任务，合理分配资源，是优化功耗最直接的策略。

对于屏幕来说，虽然屏幕支持高刷新率，但对于静态显示场景，例如阅读、聊天、浏览网页等，屏幕切换速度较慢。 这时可以降低帧率，合理的帧率配置不能影响用户体验。 显着降低功耗。

那么如何定义高低帧率场景，然后合理调用不同的显示帧率，就需要各个手机厂商对用户习惯进行研究，形成自己的一套控制优化策略。

相信大多数人都知道，当我们不使用摄像头时，摄像头是关闭的，它不会拍照或录制视频（QQ浏览器中私自启动摄像头的行为这里不讨论），也就是降低功耗的直接解决方案。 用户不使用的模块必须关闭电源或进入旁路模式以减少功耗。

而且，手机CPU中有数百个IO引脚，这些引脚需要根据各自的工作情况进行适当的配置。 该低的时候就必须低；该低的时候就必须低。 否则，可能会出现数百uA甚至mA级别的异常功耗，这无疑会无端增加手机的功耗，降低续航体验。

3.如何制作硬件？

从表面上看，硬件方面似乎没什么可做的，但事实并非如此。 手机厂商除了选择高效低功耗的硬件实现方案外，还可以设计合理的硬件架构，在不影响性能的情况下降低手机无用的功耗。

例如，要合理分配功率，无论是BUCK、BOOST开关电源，还是LDO线性电源，它们的效率都不是恒定的。 我们需要设计合理的电源架构，让它们工作在高效率的条件下，以降低功耗。

一般来说，开关电源的效率比LDO要好，所以对电源噪声不敏感的地方可以优先使用开关电源，而对于LDO低压差线性电源则需要使用以尽可能低的电压降，从而降低功耗。

2020年初，某手机厂商推出了一款屏幕的手机。 推广点是提升续航体验。 屏幕中有一个电流通道，从1.8V切换到1.2V。 若采用线性电源供电，效率约为67%； 如果采用开关电源，效率会提高一些，功耗也会降低一些。

效率的提升看起来并不是很大，但考虑到屏幕是一个永远在线的工作模块，它的能耗与使用时长成正比。 时间越长，该方案节省的功耗越明显。 实际情况并非如此。 这不是什么黑科技。

另外，可能有人会问这样的问题：如果我的手机屏幕显示的是静态图片，比如桌面，或者是静态图片，那是不是还在和数据交互呢？

这受到硬件解决方案的限制。 可以在屏幕上添加一个小的缓存来存储显示屏幕。 如果屏幕不更新，屏幕会直接显示该缓存中的内容，减少CPU的数据流量，从而降低功耗。

例如，手机的屏幕显示就利用了这个狭小的存储空间。 当屏幕显示时，CPU并不一直与屏幕交互。 屏幕只从内部缓存中读取显示的图片。

但如果手机对成本要求极高，则可能会删除此存储。 在这种情况下，CPU必须与屏幕保持通信，功耗也会相应增加。