Android音频子系统（九）——数字耳机功耗问题解析

你好！这里是风筝的博客，

欢迎和我一起交流。

其实我们知道，在手机里面，除了相机和整机性能，还有一个用户最关键的地方：功耗。

功耗一直是用户在意的地方，如果用户用手机发现耗电耗得飞起，那估计在 上能把人喷死。

所以这里，抛砖引玉，放一个数字耳机播放音乐功耗高的问题解析，仅供学习参考。

背景

【前提条件】飞行模式，默认音量，手动息屏
【操作步骤】
1.手机插入数字耳机，关闭音效，调节到默认媒体音量
2.打开音乐播放器，添加《测试专用音乐.mp3》到播放列表
3.点击播放歌曲2秒内手动息屏，播放45秒后记录播放2分钟的平均电流
音效开关位置：设置——声音与振动——全局音效（此处不同手机音效名字可能不一样）
【实际结果】测试版本S比R对比版本大32.4mA
【期望结果】测试版本与对比版本相差在3mA之内

这里解释一下，同一台手机，在从Android R升级Android S，升级之后，S版本上数字耳机播放音乐场景，比原先在Android R上多了32mA。

功耗拆解

因为都是用的同一台手机，所以硬件是一样的配置，功耗可以排除由硬件引起。
使用功耗板进行功耗数据拆解：

为了进一步测试功耗是否由C2编解码器引起的，做了一个实验，将MP3文件转换为WAV格式去播放，这样可以避免音乐文件进行解码。

对比测试，播放WAV和 MP3功耗差异在20mA 左右，并没有发现功耗有明显下降，可以确定多出来的功耗应该不是 decoder 造成的（对于硬解码负载增加功耗增益， MTK做过1080P30fps 视频播放， C2架构比OMX最多大5ma）。

但至少得出，播放MP3音乐比播放WAV格式音乐会多出10mA左右功耗，但不是本题的主要根因。

再次和测试沟通，发现同场景下，模拟耳机没有功耗问题，只有数字耳机存在问题。
这个就比较有意思了，因为在音频服务层framework代码里，是不区分模拟耳机和数字耳机的，它俩的播放流程是一致的！

再次抓取数字耳机场景下Android S和Android R两份systrace对比结果（左边S右边R）：
Mix线程数字耳机S比R开销大：

此时到这里又觉得奇怪了，功耗拆解出来表示功耗差异主要由CPU引起，主要是在上层，（底层代码一般只做HW enable，是硬件功耗，不是CPU功耗），而且两次抓的systrace差异非常大，很不稳定，cpu loading表现完全不同。但总loading显示S负载还要低于R，所以功耗差异不应该在CPU上才对，这和功耗拆解出来的结论相互矛盾。

底层排查

不过问题还要继续分析，当前上层基本排查完毕，开始排查底层，使用tinyplay播放音乐测试，这样可以屏蔽上层差异，tinyplay播放这样只涉及底层音频驱动，结果…

发现tinyplay播放音乐场景，Android S和Android R上数字耳机功耗差异不大，大概在2-3mA左右，基本排除底层驱动和硬件原因。

此时上层和底层都排查完毕，还是没发现问题出在哪里…

CPU的差异

基于硬件提供的功耗拆解，耗电差异主要在CPU上，结合之前说过感觉systrace抓的有点问题，决定还是继续抓取systrace分析。

这次使用脚本和adb命令来抓取systrace，放到chrome://tracing/去分析！

多次试验然后抓取systrace发现，对比线程之间消耗差异不大，没有发现某个线程开销比较大。
不过从systrace可以看出：

这就比较耐人寻味了。

进一步实验发现，在Android S上，每次刷机完成之后，只要尽快息屏进行功耗测试，那么功耗就是正常的，功耗和Android R上一致，不管放多久只有不亮屏都是正常的，只要手机一从息屏变为亮屏且解锁之后，再次测试，功耗就变得异常了，也就是会比Android R上多出32mA：

好家伙，就我搁这分析了好几星期，结果还不是audio的锅，又给人擦屁股了，窝不响丸了！！！