当前位置：首页 > 行业资讯

基于嵌入式处理器的VoIP双模语音网关设计

• 目前语音网关的设计解决方案很多，但大都遵循MCU+DSP的处理方案，有些是偏重于经济成本如基于单芯片（SoC）的 PA1688/AR1688解决方案，有些是关注性能如ARM+DSP解决方案，本文将讨论一款基于IP2022解决方案的双模语音网关设计。
  VoIP双模网关是一种同时连接VoIP网络和PSTN网络并能在两者之间互相转换的用户端网关设备。双模网关能够使用VoIP网络节省大量通话成本，还能够在VoIP网络不可用(断电或路由不可达)时使用PSTN网络保障电话线路永远畅通，而且使用双模网关无需对PBX交换机做任何改变，用户还能够自由选择或由网关自动选择使用VoIP网络还是PSTN网络，具备很好的实用性和灵活性。
  1 VoIP双模网关的工作原理
  网关在VoIP网络中主要起协议转换、控制及关守作用，例如呼叫控制和呼叫管理等。双模网关在普通VoIP网关的基础上增加了VoIP和PSTN之间的转换。双模网关系统从功能上可分为双模转换模块、FXS接口电路模块、语音处理模块和软件控制模块，其系统框图如图1所示。各主要模块功能描述如下：

  

  (1)双模转换模块
  双模转换模块主要包括FXO接口电路，由CODEC和数据处理阵列DAA(Data Access Arrangement)组成。其中的CODEC和FXS电路中的相同；DAA仿真了一部话机，通过PSTN的环路闭合去除高压直流分量，只让PSTN线上的模拟交流信号通过。
  (2)FXS接口电路模块
  外部交换站接口FXS（Foreign Exchange Station）：电路直接和模拟话机连接，提供拨号音、馈电、铃流电压，并能够检测话机的摘挂机和环路闭合，完成模拟信号和数字信号之间的相互转换。
  外部交换局接口FXO（Foreign Exchange Office）：在传统的PSTN电话连接中，电话中央局电感器厂家端交换机提供馈电和铃流，电话本身完成Tip／Ring电路来请求服务或应答PSTN上的呼叫。
  明白了FXS和FXO的原理也就理解了本网关设计的理念，就是将网关模拟成一个交换机。其内部的FXS 电路将模拟电话局端交换的功能，为电话提供电源并进共模电感行振铃，同时检测环路电流。而FXO 电路则模拟电话功能，提供环路关闭功能并检测来话振铃。
  (3)语音处理模块
  网关的语音处理模块负责对PCM数字语音信号进行压缩和解压电感厂家缩。压缩算法的标准包括G.711、G.723.1和G.729等。不同的算法压缩比不相同，占用的带宽也不同。压缩算法能够用硬件DSP实现，也能够用纯软件实现[1]。
  (4)软件控制摸块
  软件控制模块实现网关的协议栈处理和路由处理等功能。协议栈负责将压缩后的数据流进行封装，加上IP协议包头，形成可在VoIP网络中传输的IP数据包。现在VoIP的协议栈主要基于H.323和SIP两种标准。协议栈将数据流打成IP数据包后，选择适当路由经过以太网接口发送到VoIP网络中。接收端网关接收到IP数据包后，将数据包解压缩并将解压缩后的PCM数字信号解码，恢复原始语音信号[2]。
  2 VOIP双模语音网关硬件设计
  VOIP双模网关的硬件原理如图2 所示。

  

  2.1 MCU
  本网关设计的核心采用IP2022处理器，它不但要完成各部件的协同工作，还要做大量的计算处理（例如DSP处理后的编码数据打包通过网络传输）还要将网络传来的语音数据解包后经解码处理送到话机。
  IP2022是美国UBICOM推出的一颗功能强大的网络通信处理器，采用RISC结构，带有片上Flash程序存储器，具有在线和离线编程调试功能及单字节时钟周期精简指令集，用4阶段并行流水线方式执行指令，有极高的代码效率和指令运行速度，速度可达120 MIPS。其内部已集成了Flash/RAM、模拟比较器、定时器等多种功能部件，可以在通用I/O口上工字电感器实现USB、SPI等各种接口。与SX系列不同，IP2022能实现物理层接口及多种网络协议[3]，这主要是因为它内含2个全双工串化器/解串器（Ser/Des）和4个线性反馈移位寄存器(LFSR)。IP2022以软件模块（ipModules）形式实现外设通信和控制功能，比传统硬件具有更大的系统设计灵活性。该软件模块加上缓冲器管理技术所编写的代码，其大小只是用Linux实现的20%。IP2022还提供有TCP/IP网络协议栈，并具有一系列完整的端到端连通方案所必需的附加软件。核心SDK软件包便于开发者用IP2022网络处理器设计嵌入式Internet应用。它包含了很多通用连接应用软件，如网络服务器、以太网、文件管理及Flash更新。高度集成的模块及高效设计使ipModules代码小、功能强健、可配置、可扩展。开发者也可按照指导方案利用API库增加自己的程序模块。

  电力前沿技术----电能质量柔性控制装置（STATCOM）一、背景及发展过程随着现代科学技术的发展，一方面，造成电能质量问题的因素不断增长，如以电力电子装置为代表的非线性负荷的使用、各种大型用电设备的启停等；另一方面，各种复杂的、精密的、对电能质量敏感的用电

  高速差分接口及共模滤波与保护的需求 当今电子产品的操作环境中，电磁干扰(EMI)及射频干扰(RFI)源头不计其数，很大的原因就是RF技术的使用愈来愈多。这些类型的干扰导致采用差分接口的应用需要共模滤波。虽然业界寄望于采用差分信令将EM

  电源管理带来挑战随着蜂窝电话变得越来越先进，系统工作时的功耗以及待机时的功耗也随之增加。因此，便携式无线设备的电源管理设计在 I/O 接口、能量管理以及电池使用寿命方面都面临着新的挑战。数字设计人员在业界率先实施了采

   1/3    1 2 3 下一页 尾页

上一篇：电动汽车的基本概述及重要组成

下一篇：BCD白光LED驱动器解决方案