[发明专利]用于进行自适应媒体缓冲的媒体子系统、方法和程序产品

说明书

技术领域

本发明的实施例一般地涉及用于在重放设备中优化媒体重放的系统和方法，并且尤其涉及在降低重放设备的功耗的同时，在媒体重放期间进行自适应媒体缓冲以优化重放的系统和方法。

背景技术

音频处理在本质上是非常时间关键的。在很多传统的音频重放系统中，音频子系统从存储器中读取数据并且通过该数据产生音频采样块，同时播放出先前产生的块。如果新块的处理或者产生花费了比播放出一个块更长的时间，则在音频重放中可能听到间隙(称为“漏洞(drop-out)”)。为了避免这种漏洞，可以在缓冲器中将超过一个的产生块置于队列中以进行重放。

音频链的两个独立运行部分之间的音频缓冲可以看作是先进先出(FIFO)队列。用于该缓冲的特性参数为唤醒(wakeup)点和队列的最大总长度。例如，考虑将音频采样写入音频硬件的音频应用，该音频硬件例如是个人计算机中的声卡。当应用写入新的采样至队列的另一端时，音频硬件从队列的一端读取音频采样值。根据一种缓冲技术，应用可以利用音频采样块来填充队列，并且然后根据某种类型的同步对象而进入休眠。音频硬件可以自发地从队列中读取采样，然后当音频硬件到达唤醒点时(即在队列中仅存在预定长度的音频采样)，该硬件可以唤醒应用以产生更多的音频采样块。

上述过程可以从音频播放持续时间的开始处重复。在实时应用中，重要的是，设定缓冲参数以使得应用在被唤醒之后在队列被音频硬件完全清空之前具有足够时间将新的采样块写入队列。如果应用不能及时提供新的采样，则在音频信号中听到漏洞。

队列技术可以实现为在应用和重放设备的音频硬件之间共享的一组缓冲存储器。对此，在一种常见的被称为双缓冲(double-buffering)技术的设置中，应用可以将音频采样块写入至一个缓冲器中，同时硬件从另一个缓冲器中读取。当硬件完成从一个缓冲器中读取时，它释放该缓冲器以供应用进行填充，并且继续来自另一个缓冲器的重放。

在实时应用中，目标可能是最小化在应用和硬件之间缓冲的音频的长度(尽管在此称为“长度”，但是这种度量可以是一种时间度量)。通过最小化所缓冲的音频的长度，可以同时最小化存储器消耗和交互延迟(即从用户交互至输出音频信号中发生相应改变之间的时间)。这可以通过使用双缓冲技术以及选择缓冲器尺寸而实现，从而，考虑到操作系统(OS)最大调度延迟和最大所需处理时间，音频应用可以在音频硬件消耗完先前的缓冲器之前及时产生下一个缓冲器。

然而，对于低延迟应用有用的方法对于具有功耗限制的设备例如移动设备的能量效率来说不一定是最优的。对此，针对最大电池寿命的最优音频缓冲参数可以如下，即唤醒点保持在其最小值，并且给定存储器消耗和延迟需求下的缓冲器长度处于其最大值，其中考虑了所有的系统延迟以及最大缓冲器长度。这种配置使得音频应用可以产生很大长度的音频采样，并且然后在延长的时间段中休眠。在休眠时间段中，处理器可以被置于节电模式，具有最小的电流消耗并且不进行处理(假定没有其他应用需要处理器)。在嵌入式设备中使用的处理器在不同使用情况中通常支持(sport)不同的节电模式。对于所有模式共同的是它们通常具有关联的非零关闭/加电周期，这使得对于很短的休眠时间段来说使用效率不高。这也是为什么音频应用应当尽可能休眠更长时间。因此，沿着音频路径来控制缓冲对于实现尽可能最优的能量效率来说非常重要。这对于具有高处理功率和漏电流的现代应用处理器来说尤其重要。

发明内容

基于前述背景，本发明的示例实施例提供了一种改进的系统、方法和计算机程序产品，用于在处理单元的媒体子系统中进行自适应媒体缓冲。根据本发明的示例实施例，可以基于该子系统的延迟要求而自适应地和动态地调节媒体子系统，用于降低功耗或者降低延迟。因此，例如，可以通过自适应地和动态地调节插入到一个或者多个缓冲器中的数据长度来调节子系统，其中增加插入到缓冲器的数据长度把子系统调节为更低的功耗，而减小插入到缓冲器的数据长度把子系统调节为降低的延迟。

根据本发明的一个方面，提供了一种处理单元的媒体子系统，该媒体子系统包括多个装置，用于在媒体子系统中执行自适应媒体缓冲。这些装置例如可以包括例如第一和第二单元的第一和第二装置，以及第三和第四装置，其可以共同形成延迟管理器。该多个单元能够处理媒体数据，其中包括多个实例，其中第一单元插入一定长度的媒体数据到至少一个缓冲器中，其后第二单元从该至少一个缓冲器中读取该长度的媒体数据以从媒体子系统进行后续输出。对此，至少一些实例可以通过第二单元将第一单元从节电休眠状态中唤醒而启动。