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IP電話的VoIP語音網關設計( 二 )

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;②實現(xiàn)復雜的系統(tǒng)功能 。采用32位ARM核作為控制治理中心，能穩(wěn)定的運行嵌入式實時操作系統(tǒng)，能支持各種網絡協(xié)議棧如TCP/IP，使語音數(shù)據(jù)能夠在網絡中有效地傳輸 。
(2)存儲器
系統(tǒng)包括1片8MB的Flash，用于存儲嵌入式實時操作系統(tǒng)內核和應用程序代碼的壓縮文件，還有1片512KB的SDRAM 。系統(tǒng)啟動時，ARM核將Flash中的壓縮文件調入SDRAM進行解壓，然后執(zhí)行 。
(3)音頻解碼器
編解碼器芯片負責對DSP解壓縮后送來的PCM數(shù)據(jù)進行解碼，并將濾波后的模擬語音信號送給用戶端；同時，編解碼器芯片還負責將模擬語音信號進行PCM編碼，然后送到DSP芯片進行壓縮處理 。在設計中，編解碼器芯片采用IDT公司的4通道PCM編解碼芯片IDT821034 。該芯片具有可編程增益設置、主時鐘頻率為2.048MHz，最大支持128個可編程時隙、A律/μ律可選、內置數(shù)字濾波器、串行控制接口和低功耗等特點 。
(4)以太網控制器
采用由Realtek公司生產的以太網芯片，它具有10/100M自適應收發(fā)功能，支持全雙工操作，符合802.3協(xié)議 。由它負責處理有關以太網數(shù)據(jù)幀的發(fā)送和接收，包括曼徹斯特編碼、沖突檢測、幀頭的產生和檢測、CRC校驗碼的生成和驗證以及數(shù)據(jù)重發(fā)等 。
(5)其他外圍
系統(tǒng)中還包括LCD液晶顯示、鍵盤、AC—DC電源等模塊 。
2．2軟件實現(xiàn)
圖4是軟件系統(tǒng)的總體設計和層次及模塊劃分的框圖 。下面對各個層次和模塊進行介紹 。
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2.2.1嵌入式操作系統(tǒng)和驅動程序的設計
嵌入式操作系統(tǒng)采用μClinux，包含F(xiàn)ile模塊、GUI模塊和NET模塊等 。μClinux是針對無內存治理單元處理器定制的Linux操作系統(tǒng)，具有源代碼公開、內核可裁剪和易于移植等特點 。本系統(tǒng)用C語言進行開發(fā)，μClinux強大的應用程序庫μCLibc對應用軟件層的開發(fā)提供了支持，節(jié)省了系統(tǒng)開發(fā)的時間 。File模塊是文件系統(tǒng)模塊 。GUI模塊是一個圖形治理模塊，支持LCD和觸摸屏，用于開發(fā)人機界面 。NET模塊即網絡模塊，實現(xiàn)了TCP/IP協(xié)議棧，用于提供網絡語音通信的功能 。
根據(jù)硬件平臺的要求，還需要開發(fā)適應硬件平臺的驅動程序，包括BSP板級包，串口驅動程序和以太網口驅動程序 。BSP板級包貫穿著硬件級、操作系統(tǒng)級和應用程序級多層，與μClinux一起為應用程序提供服務 。BSP板級包的編寫是實現(xiàn)μClinux系統(tǒng)移植的要害 。在BSP板級包上開發(fā)和完成硬件初始化，中斷的處理和產生，硬件時鐘治理，本地和總線的內存映射等功能 。在串口驅動設計中，實現(xiàn)了單字符發(fā)送、字符串發(fā)送、單字符讀取等基本功能，達到通過串口收發(fā)字符串的目的 。網口驅動相對簡單，實現(xiàn)了芯片初始化、網絡包發(fā)送、網絡包接收和芯片復位等基本功能，達到通過網絡口發(fā)送和接收網絡數(shù)據(jù)包的目的 。
2.2.2應用軟件模塊
應用層的軟件由系統(tǒng)應用層協(xié)議棧H.323和各個功能模塊組成 。
系統(tǒng)的應用層協(xié)議棧H.323實現(xiàn)通過VoIP網關實時傳送數(shù)據(jù)的功能 。H.323通信協(xié)議棧負責IP電話中尋找被叫方、建立應答、并且按照彼此的數(shù)據(jù)處理能力發(fā)送數(shù)據(jù)，在網絡中進行實時語音傳輸 。應用層協(xié)議棧H.323是系統(tǒng)應用層軟件的基礎，應用層的軟件模塊在這個協(xié)議棧的基礎上進行開發(fā) 。
應用層軟件功能模塊包括語音包處理模塊，電話信令網關模塊，路由尋址模塊和網絡治理模塊 。
語音包處理模塊主要是在數(shù)字信號處理器(DSP)芯片上運行，可實現(xiàn)以下的功能 。
①語音的編碼及解碼 。
②靜音檢測 。通過對無話音時的噪聲進行檢測，從而判定所接收的信號是否含有語音信號，假如沒有檢測到語音信號，將會反饋至“語音包處理器”，讓它發(fā)出一個含有“靜音”的信息包，從而最大限度節(jié)省通信帶寬 。

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