AR1688系列VOIP話(huà)機的無(wú)線(xiàn)升級方案設計

AR1688系列VOIP話(huà)機的無(wú)線(xiàn)升級方案設計

　引言

　　VOIP(Voice Over IP，通過(guò)IP數據包發(fā)送實(shí)現的語(yǔ)音業(yè)務(wù))，是一種利用Internet作為傳輸載體來(lái)實(shí)現計算機與計算機、普通電話(huà)與普通電話(huà)、計算機與普通電話(huà)之間進(jìn)行話(huà)音通信的技術(shù)。VOIP話(huà)音通信技術(shù)發(fā)展很快，很多新技術(shù)不斷涌現。過(guò)去我們津津樂(lè )道的H323協(xié)議，現在已經(jīng)很陳舊了，而由H323變換出來(lái)的 MGCP又是站在傳統電信角度來(lái)解決問(wèn)題，所以產(chǎn)品升級換代是跟蹤VOIP發(fā)展的唯一思路。AR1688系列VOIP話(huà)機就是在低成本解決方案的基礎上發(fā)展起來(lái)的，它在集成度和性能上都比PA1688系列有了很大的提高。

　　隨著(zhù)3G和WIFI網(wǎng)絡(luò )的快速普及和發(fā)展，無(wú)線(xiàn)VOIP的應用也越來(lái)越受到關(guān)注，VOIP話(huà)音通信技術(shù)通過(guò)與新型無(wú)線(xiàn)寬帶的結合，將改變企業(yè)和消費者獲得和使用移動(dòng)與固定語(yǔ)音服務(wù)的方式。這意味著(zhù)，走在大街上可以通過(guò)手機網(wǎng)絡(luò )交談，走進(jìn)辦公室后，呼叫可以無(wú)縫地切換到WLAN語(yǔ)音技術(shù)。在手機信號很弱的特殊環(huán)境里，手機中的軟件會(huì )自動(dòng)把呼叫轉移到WLAN語(yǔ)音系統上，而處在WLAN覆蓋范圍之外時(shí)，呼叫將切換到手機網(wǎng)絡(luò )。本文提出一種基于AR1688系列VOIP話(huà)機的無(wú)線(xiàn)升級解決方案。

　　1AR1688 VOIP話(huà)機系統

　　基于A(yíng)R1688的VOIP話(huà)機系統，其基本框架是對復雜的語(yǔ)音編解碼算法和網(wǎng)絡(luò )通信協(xié)議進(jìn)行處理。其中，語(yǔ)音編解碼算法需要100MIPS的數字信號處理器(DSP)，這就要求在設計中使用高性能的處理器。同時(shí)，為了實(shí)現信息的路由處理和轉發(fā)，需要在電路中使用網(wǎng)絡(luò )芯片。為了構成一個(gè)功能完備的語(yǔ)音終端，還必須包括存儲器、供電電路、鍵盤(pán)、顯示屏、功放電路等。

　　AR1688 VOIP話(huà)機系統是由AR1688主芯片、網(wǎng)絡(luò )接口(1～2個(gè))、Flash、電源、鍵盤(pán)接口和顯示接口組成。AR1688系統框圖如圖1所示。

　　AR1688 是一種可編程芯片，8位控制器用于VOIP協(xié)議棧，24位DSP用于語(yǔ)音壓縮算法。同PA1688相比，AR1688具有更高的性能、更好的語(yǔ)音質(zhì)量、更低的成本。AR1688將2個(gè)處理器集成在一個(gè)芯片里：8位MCU與Z80指令集兼容，典型運行頻率為24.576 MHz，最高運行頻率至60 MHz；24位DSP采用ADI公司的ADSP2181兼容處理器，內核運算能力可達72 MIPS。將DSP作為MCU的協(xié)處理器，在內部解決了兩個(gè)處理器的協(xié)調問(wèn)題。片內集成116 KB的SRAM存儲器，無(wú)需外部擴展SDRAM，最大支持2 MB外部存儲器，多至4片外部SRAM、EEPROM或Flash；片內集成18位高質(zhì)量CODEC；集成DC／DC變換提供核心電壓；支持24.577 6MHz晶振及片內PLL，支持實(shí)時(shí)時(shí)鐘；包含1個(gè)UART接口、12個(gè)鍵位鍵盤(pán)接口、16個(gè)通用編程輸入輸出接口(GPIO)，簡(jiǎn)化了系統設計，提高了系統穩定性。

　　目前，針對已使用的有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )設備的無(wú)線(xiàn)升級，有相當多的解決方案，無(wú)外乎是在現有VOIP產(chǎn)品的基礎上加裝WIFI模組或TD模組。本文采用加裝WIFI模組的方法，用88W8510芯片實(shí)現無(wú)線(xiàn)橋接來(lái)達到對現有VOIP產(chǎn)品無(wú)線(xiàn)升級的目的。

　　2AR1688 VOIP話(huà)機無(wú)線(xiàn)升級方案

　　在 VOIP電話(huà)系統中，VOIP話(huà)機是必不可少的組成設備，它是面向用戶(hù)連接Internet網(wǎng)絡(luò )，為用戶(hù)提供各種業(yè)務(wù)的用戶(hù)端設備。雖然可以將普通模擬話(huà)機當作VOIP話(huà)機使用，但目前VOIP話(huà)機的發(fā)展方向是將語(yǔ)音的壓縮編碼、分組打包等都由終端實(shí)現，終端直接與Internet相連接。這樣做的優(yōu)勢是實(shí)現了全IP通信，可以充分利用IP網(wǎng)絡(luò )的各種優(yōu)勢；同時(shí)，終端分擔了網(wǎng)關(guān)的部分功能，使得網(wǎng)絡(luò )功能配置更加靈活，這是傳統的有線(xiàn)設計方法。本升級方案思想是采用基于A(yíng)R1688芯片設計的VOIP語(yǔ)音終端，性?xún)r(jià)比高，用88W8510芯片實(shí)現無(wú)線(xiàn)橋接，無(wú)線(xiàn)接人Internet，達到VOIP語(yǔ)音終端無(wú)線(xiàn)升級的目的。

　　美國Marvell公司的88W8010 WIFI模組是實(shí)現IEEE 802.11b／g功能的無(wú)線(xiàn)橋接設備，它解決了傳統VOIP設備從有線(xiàn)升級到無(wú)線(xiàn)注冊到SIP服務(wù)器的問(wèn)題。具體解決方案如圖2所示。

　　在圖2中，虛線(xiàn)為傳統LAN線(xiàn)路到互聯(lián)網(wǎng)的連接。在采用88W80lO WIFI模組橋接后，VOIP設備通過(guò)它連接到無(wú)線(xiàn)AP路由器，再通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)注冊到SIP服務(wù)器。

　3 AR1688 VOIP話(huà)機無(wú)線(xiàn)升級的硬件設計

　　3.1 88W8010的特點(diǎn)和優(yōu)勢

　　88W8010 采用2.4 GHz ISM頻段；集成所有RF模擬基帶收發(fā)功能；高性能的外差射頻結構；高線(xiàn)性?xún)戎檬焦β蕿?3 dBm的功放及發(fā)射功率為20 dBm的天線(xiàn)分別連接到802.11b和802.11g；對于實(shí)際功率檢測，集成了傳輸功率循環(huán)控制功能；采用高靈敏度的接收器；低功耗設計及先進(jìn)的電源管理模式；48腳QFN封裝，尺寸僅7 mm×7 mm。

　　88W8010的優(yōu)勢在于：?jiǎn)我恍酒С炙蠷F到模擬基帶的功能和IEEE 802.11g／b的標準；降低了材料成本，簡(jiǎn)化了板級布線(xiàn)設計，并提供最小的安裝尺寸，提高了性能，省略了聲表面帶通濾波器的使用，降低了成本；能夠為天線(xiàn)提供分辨率為0.5 dBm、0～20 dBm的發(fā)射功率；即使指定參數超過(guò)了額定溫度，供電電電壓和器件的參數有所改變，該器件的輸出功率也很穩定；改進(jìn)了微弱信號的探測方式，擴大了探測范圍；對于器件收發(fā)、睡眠及節能模式，提供低功耗特性；硬件設計緊湊，減小了空間尺寸。

　　3.2 88W8510的特點(diǎn)和優(yōu)勢

　　88W8510 內置嵌人式ARM946S-E處理器內核；內置天線(xiàn)采用分集接收技術(shù)；對于WEP和80211i AES加密以及CCM信息認證，內置硬件加密引擎；支持802.11eQoS質(zhì)量服務(wù)保證；可選配MII或PCI外部接口；集成了采用VCT技術(shù)的 10／100M快速以太網(wǎng)MAC及PHY接口；支持高級安全認證專(zhuān)用的802.1X安全口協(xié)議；256腳TFBGA封裝，尺寸儀17 mm×17 mm。

　　88W8510 的優(yōu)勢在于：88W8510芯片組是802.11g解決方案，同時(shí)兼容802.11b協(xié)議；接收范圍大，連接魯棒性好，減少了信息的丟失；收發(fā)性能高、范圍廣；在低功耗設計的基礎上，集成了盡可能多的功能；可同時(shí)連接更多的無(wú)線(xiàn)終端，無(wú)需降低無(wú)線(xiàn)的吞吐性能；可保證傳輸的數據、音頻、視頻數據的連續和穩定性；可外接多口路由器和外部系統總線(xiàn)；提供連接電纜故障診斷方法；為改進(jìn)在公共環(huán)境下的安全性，添加了更多的身份認證機構；引腳兼容Marvell產(chǎn)品中使用802.11b協(xié)議的AP和網(wǎng)關(guān)芯片，方便802.11b和802.11g間的切換。