基于A(yíng)RM9微處理器S3C2410的IP電話(huà)通信設計

2 IP電話(huà)單機的硬件設計
IP電話(huà)分為接收方和呼叫方。發(fā)起通話(huà)請求的一端稱(chēng)為呼叫方，另一端為接收方。根據不同的應用場(chǎng)景，呼叫方和接收方可以調換角色，也就是說(shuō)，任意一方都可以發(fā)起通話(huà)請求，呼叫方發(fā)起通話(huà)請求并輸入接收方的IP地址，兩方通過(guò)網(wǎng)絡(luò )連接成功后，利用麥克風(fēng)和聽(tīng)筒就可以進(jìn)行談話(huà)了。
IP通話(huà)的主要工作在網(wǎng)絡(luò )電話(huà)機單機部分。隨著(zhù)現在A(yíng)RM微處理器技術(shù)的高度發(fā)達和日趨成熟，設計中選擇了ARM9微處理器S3C2410和μC／0S-II搭建平臺來(lái)制作網(wǎng)絡(luò )電話(huà)單機部分。一般單機的基本工作框圖如圖2所示。

在圖2中，CPU內核模塊是搭建一個(gè)帶CPU及存儲器的工作核心。其中的微處理器采用的就是三星公司的S3C2410(ARM920T)，Flash采用的
是SST公司的SST39VFl60的NOR Flash，SDRAM則采用hynix公司的HY57V641620HG；以太網(wǎng)接口主要幫助CPU完成TCP／IP數據包的接收和發(fā)
送。本設計采用的RTL8019AS是一種全雙工的即插即用型以太網(wǎng)控制器，它兼容RTL8019控制軟件和NE2000 8bit或16bit的傳輸，并支持UTP、
AUI、BNC和PNP自動(dòng)檢測模式，同時(shí)支持外接閃爍存儲器讀寫(xiě)操作以及I／0口地址的完全解碼，此外，它還具有LED指示功能，其接口符合Ethernet2和E802．3、10Base5、lOBase2、10BaseT等標準。
系統中的顯示模塊采用一塊普通數顯LCD，主要用來(lái)完成電話(huà)號碼的顯示及一些本機工作狀態(tài)的顯示；鍵盤(pán)模塊和EEPROM主要提供網(wǎng)絡(luò )電
話(huà)機的撥號鍵盤(pán)，以完成撥號和電話(huà)機的功能設置。EEPROM主要用于系統參數的設置和存儲。語(yǔ)音模塊可選用飛利浦半導體公司的UDAl341TS
音頻編解碼器。另外，系統中的上位機接口主要完成一些參數的設定和一些已經(jīng)被記錄的參數的讀取。

3 系統軟件設計
軟件方面的工作主要是驅動(dòng)程序的編寫(xiě)、任務(wù)的劃分和任務(wù)的編寫(xiě)等三個(gè)方面。由于μC／OS-II基本上不提供API接口庫或者需要額外購
買(mǎi)，因此，網(wǎng)絡(luò )電話(huà)中需要編寫(xiě)的主要驅動(dòng)軟件有包括TCP／IP、液晶驅動(dòng)、EEPROM驅動(dòng)、鍵盤(pán)驅動(dòng)、IO驅動(dòng)、USB驅動(dòng)等程序。這些驅動(dòng)程序的編寫(xiě)一般都有固定的模式和套路。一般情況下，IP電話(huà)軟件應包括完成語(yǔ)音通話(huà)所需的所有功能。該軟件按功能可劃分為圖3所示的四部分。

3．1 呼叫處理模塊
呼叫處理模塊主要完成呼叫的建立與拆除功能。呼叫控制可采用SIP協(xié)議建立會(huì )話(huà)。呼叫建立過(guò)程通常是先由一個(gè)SIP終端向本地的代理服務(wù)器發(fā)出呼叫請求，本地的代理服務(wù)器則通過(guò)查詢(xún)本地的重定向服務(wù)器來(lái)查找下一個(gè)代理服務(wù)器的地址，并向其轉發(fā)呼叫請求。當下一個(gè)代理服務(wù)器收到呼叫請求后，首先通過(guò)定向服務(wù)器查找被叫所在網(wǎng)絡(luò )的代理服務(wù)器，然后向該代理服務(wù)器轉發(fā)呼叫請求。被叫所在網(wǎng)絡(luò )的代理服務(wù)器確定被叫終端后，再向被叫終端轉發(fā)呼叫請求。最后由被叫終端應答，從而實(shí)現連接。
3．2 語(yǔ)音編碼／解碼模塊
雖然語(yǔ)音采集所得到的PCM編碼數據能夠提供較好的長(cháng)途通信語(yǔ)音質(zhì)量，但其速率往往過(guò)高，因而占用網(wǎng)絡(luò )帶寬資源過(guò)高。為此，一般都需要對語(yǔ)音數據進(jìn)一步壓縮，以降低語(yǔ)音編碼的速率。這樣，相應的，在接收端也就需要同樣的解壓算法來(lái)恢復原始語(yǔ)音數據。編制這部分代碼可采用現在比較成熟的語(yǔ)音編解碼算法，并進(jìn)行一定的改進(jìn)，以提高語(yǔ)音通話(huà)質(zhì)量。
3．3 數據封包／拆包模塊
數據封包／拆包軟件模塊主要對壓縮編碼后的語(yǔ)音數據進(jìn)行打包，包括添加包頭、時(shí)標和其他信息，以使其形成語(yǔ)音包。在接收時(shí)。則應進(jìn)行相應的拆包，并提取語(yǔ)音壓縮包。
3．4 數據傳輸模塊
該模塊主要完成語(yǔ)音包的發(fā)送和接收。因為把音頻數據實(shí)時(shí)地傳輸給對方才是保證實(shí)時(shí)語(yǔ)音通信的關(guān)鍵。所以，在考慮可靠性和實(shí)時(shí)性方面，更應注重速度和實(shí)時(shí)性。故在選擇協(xié)議時(shí)，可采用UDP協(xié)議，并在編程時(shí)使用對應的數據報套接字。

4 結束語(yǔ)
IP電話(huà)通信系統是利用現有計算機網(wǎng)絡(luò )資源組成的電話(huà)通信系統，它無(wú)需鋪設電話(huà)線(xiàn)和購置電話(huà)通信網(wǎng)絡(luò )設備，故可節省大量建設電話(huà)網(wǎng)絡(luò )的設備費、線(xiàn)路費和工程費用，可在不需要鋪設電話(huà)線(xiàn)的情況下，方便地實(shí)現電話(huà)通信，增加電話(huà)用戶(hù)，縮短安裝工程周期，提高計算機網(wǎng)絡(luò )資源的利用率，擴大電話(huà)的普及范圍，同時(shí)可加大信息傳遞量，因而具有良好的社會(huì )和經(jīng)濟效益。