EP9302的嵌入式VOWiFi電話(huà)終端設計

引 言

　　下一代網(wǎng)絡(luò )NGN(Next Generation Network)已經(jīng)成為通信網(wǎng)絡(luò )發(fā)展的方向，是NGN研究的一個(gè)熱點(diǎn)，具有廣闊的應用市場(chǎng)。VoIP技術(shù)可以在分組交換網(wǎng)絡(luò )上傳輸語(yǔ)音業(yè)務(wù)，滿(mǎn)足人們在數據通信網(wǎng)上對語(yǔ)音業(yè)務(wù)的需求。目前，IP電話(huà)領(lǐng)域存在兩個(gè)呼叫信令和控制標準：ITU—T的H．323協(xié)議和1ETF的SIP協(xié)議。H.323協(xié)議因其提出時(shí)間較早已經(jīng)獲得了成熟的應用，而IETF提出的SIP協(xié)議，因其簡(jiǎn)單、靈活的技術(shù)特點(diǎn)而呈現出后來(lái)居上的趨勢。

　　與此同時(shí)無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)(WLAN)技術(shù)發(fā)展迅速。

　　WLAN主流技術(shù)標準已從802．11發(fā)展到802．11a／b／g，接入速率已從最高l Mbps發(fā)展到54 Mbps，而且技術(shù)成熟，成本低，普及率提高迅速，迎合了便攜式終端的發(fā)展要求，已得到大量國際廠(chǎng)商的支持和市場(chǎng)的廣泛認同。但是目前802．11a／b／g技術(shù)只提供高速數據接入業(yè)務(wù)，不能提供語(yǔ)音業(yè)務(wù)，因此有必要在該數據業(yè)務(wù)基礎上采用VoIP技術(shù)，研制一種無(wú)線(xiàn)VoIP電話(huà)()，以適應通信網(wǎng)絡(luò )設備應用越來(lái)越廣泛的現實(shí)。實(shí)現VoWiFi的軟硬件平臺，可以采用當前最流行的嵌入式開(kāi)發(fā)平臺和開(kāi)源的Linux操作系統?；谝陨霞夹g(shù)可以構建一個(gè)嵌入式VoWiFi，具有重要的應用價(jià)值。

　　1 技術(shù)方案

　　嵌入式VoWiFi電話(huà)是能夠在802．11a／b／g無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)上進(jìn)行電話(huà)通信的設備。為了能在802．1la／b／g上實(shí)現電話(huà)通信，必須采用VoIP技術(shù)，本系統VoIP標準可以選擇更靈活的SIP協(xié)議。為了能實(shí)現各種通信協(xié)議，完成各種控制和管理工作，滿(mǎn)足今后進(jìn)一步開(kāi)發(fā)需要，需采用基于微控制器的嵌入式系統。為了提高硬件設計的靈活性和軟件代碼在平臺間的可移植性，本系統軟硬件的設計采用了模塊化的方法。在硬件上，把系統劃分為以太網(wǎng)接口、USB無(wú)線(xiàn)網(wǎng)卡接口、音頻接口、串行接口等幾個(gè)功能單元；在軟件上，利用嵌入式操作系統分離底層硬件平臺和上層應用，通過(guò)對終端系統的模塊劃分和模塊間的接口定義，有效分離各模塊間的相關(guān)性，從而使得各個(gè)模塊可以同時(shí)進(jìn)行開(kāi)發(fā)，提高開(kāi)發(fā)效率。

　　2 硬件設計

　　2．1 總體方案

　　VoWiFi電話(huà)硬件技術(shù)方案如圖1所示。ARM9處理器是整個(gè)終端的核心部分，外圍包括802．11b／g無(wú)線(xiàn)模塊、語(yǔ)音信號處理模塊、鍵盤(pán)和LCD電路。ARM嵌入式系統是VoWiFi電話(huà)通信控制和管理的核心，它負責操作系統的運行、資源的管理和分配、信息數據的處理以及與外部擴展單元的通信，完成與各個(gè)模塊的接口和通信、TCP／IP協(xié)議和SIP協(xié)議的操作等。綜合考慮各種因素，本系統采用ARM9微控制器芯片。為了使系統能夠支持多任務(wù)，使得程序開(kāi)發(fā)更加容易、便于維護，同時(shí)能夠提高系統的穩定性和可靠性，采用嵌入式操作系統Linux。

　　2．2 模塊選擇與電路設計

　　802．11b／g無(wú)線(xiàn)模塊實(shí)現空中無(wú)線(xiàn)接口和無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)接入功能。選用VIA威盛公司的VT6656 USB無(wú)線(xiàn)網(wǎng)卡，VT6656 wLAN控制器包括1個(gè)IEEE802．11a／b／gMAC，并集成了一枚基帶處理器支持USB2．O。該控制器可提供54Mbps高速的無(wú)線(xiàn)連接。

　　在A(yíng)RM9開(kāi)發(fā)板內部含有1個(gè)USB2．O接口控制器，接口電路如圖2所示。共有3個(gè)LISB接口(2個(gè)Host和1個(gè)Device)，通過(guò)選擇開(kāi)關(guān)SW800進(jìn)行選通控制。74HC08作為4個(gè)二輸入與門(mén)邏輯電路，負責控制信號的邏輯組合。該接口用來(lái)連接USB接口的外部設備。

　　語(yǔ)音信號處理模塊用于對語(yǔ)音信號的數字化處理。本終端的音頻接口由I2S音頻總線(xiàn)接口和UDAl341TS音頻編解碼器組成，I2S接口采用DMA的數據傳輸模式。UDAl341TS是一款經(jīng)濟型音頻編解碼器，它通過(guò)I2S數字音頻接口實(shí)現音頻信號的數字化處理。圖3是EP9302與UDAl341TS的引腳連接示意簡(jiǎn)圖。

　　LCD顯示器和4×4鍵盤(pán)用于人機接口，在A(yíng)RM嵌入式系統支持下實(shí)現各種人機操作?？紤]到LCD顯示器主要用于號碼以及各種狀態(tài)標識顯示，因此采用背光的128×64圖形點(diǎn)陣LCD模塊。

　　3 軟件設計

　　本嵌入式WLAN SIP電話(huà)終端的軟件結構如圖4所示。具體來(lái)說(shuō)，需要如下的軟件。