基于IXP421的VoIP網(wǎng)關(guān)及其性能測評

摘  要：本文簡(jiǎn)要介紹了基于IXP421的語(yǔ)音網(wǎng)關(guān)的系統結構，以及語(yǔ)音DSP模塊的工作原理。系統中沒(méi)有專(zhuān)用的語(yǔ)音DSP，而是由IXP421的XSCALE核實(shí)現。系統軟件、應用軟件和語(yǔ)音DSP共享CPU時(shí)間。語(yǔ)音處理能力會(huì )受到編碼方式和CPU負荷的制約，因此，本文通過(guò)實(shí)際系統的測試結果對Intel公司聲明的性能指標進(jìn)行了驗證。

關(guān)鍵詞：VoIP；DSP；XSCALE；編解碼

引言

就VoIP設備來(lái)說(shuō)，如果語(yǔ)音處理器的功能和其它應用功能由一個(gè)處理器來(lái)完成，必然能極大地簡(jiǎn)化電路，降低成本。Intel的IXP421即是這些多功能處理器的其中一種，它的PCM接口使VoIP設備的硬件結構大大簡(jiǎn)化了，還可以通過(guò)選擇不同微代碼的方式實(shí)現更加靈活的網(wǎng)絡(luò )應用。

Intel提供的解決方案是通過(guò)軟件DSP實(shí)現語(yǔ)音處理，并聲明DSP模塊可同時(shí)處理四路PCM窄帶話(huà)音，支持多種語(yǔ)音編碼及回波消除等功能。眾所周知，單路單向PCM語(yǔ)音速率為64Kbps，單路雙向為128Kbps，4路雙向則為512Kbps，如何保證語(yǔ)音處理所需要的CPU時(shí)間是個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。

另外，回波消除或其它附加功能也會(huì )增加處理時(shí)間，在設計中還要考慮內存讀寫(xiě)、任務(wù)切換、中斷處理等系統因素造成的影響。

IXP421簡(jiǎn)介

IXP421是Intel公司開(kāi)發(fā)的采用XSCALE內核的IXP4xx系列處理器之一，主頻為266MHz。IXP421采用多處理引擎和硬件多線(xiàn)程處理機制。它包括了一個(gè)處理器內核和兩個(gè)并行網(wǎng)絡(luò )處理引擎，其中XSCALE內核為處理器核心，它是以ARM V5內核為原型，進(jìn)行了DSP功能擴展，并優(yōu)化了16位數據類(lèi)型的累加和乘法運算。啟動(dòng)時(shí)首先初始化XSCALE核，然后網(wǎng)絡(luò )處理引擎將從內存下載各自的微代碼，以完成外圍網(wǎng)絡(luò )接口的鏈路層協(xié)議處理，它們的執行是完全并行于XSCALE內核的，通過(guò)內嵌的消息隊列與XSCALE核同步。先進(jìn)高速總線(xiàn)(AHB)實(shí)現網(wǎng)絡(luò )處理引擎和XSCALE核之間的數據交換，其傳輸速率達到133.32MHz