無線VoIP系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)用

VoIP(Voice over IP)由于其在IP網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)語音通信，促進(jìn)了網(wǎng)絡(luò)資源的利用，降低了語音業(yè)務(wù)成本，在全球范圍內(nèi)得到了迅速的發(fā)展。802.11無線局域網(wǎng)(WLAN)將用戶從有線的網(wǎng)絡(luò)連接中解放出來。在企業(yè)中部署WLAN網(wǎng)絡(luò)之后建立VoIP的應(yīng)用，并不需要對現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行改造就能滿足在企業(yè)內(nèi)部進(jìn)行語音通信的需求，并且滿足下一代移動(dòng)通信應(yīng)用在單一網(wǎng)絡(luò)內(nèi)進(jìn)行數(shù)據(jù)、語音、多媒體的傳輸?shù)陌l(fā)展方向。本文將VoIP和WLAN(Wireless LAN)結(jié)合到一起，在MIPS(Microprocessor without Interlocked PipelineStages)架構(gòu)的處理器ADM5120上實(shí)現(xiàn)了在無線局域網(wǎng)內(nèi)進(jìn)行IP通話的功能。系統(tǒng)以終端的形式進(jìn)行通信，可移動(dòng)性強(qiáng)。

1 系統(tǒng)硬件的設(shè)計(jì)

1.1 硬件的整體架構(gòu)

系統(tǒng)硬件的整體架構(gòu)設(shè)計(jì)如圖1所示。系統(tǒng)硬件主要由五部分組成：ADM5120主處理器部分、通話控制部分、無線子卡部分、存儲(chǔ)部分和外設(shè)連接部分。通話控制部分采用Infineon公司語音芯片VINETIC-2CPE，Version 2.1(PEB3322)為子處理器，外接A／D，D／A轉(zhuǎn)換功能的用戶接口電路SLIC-DC PEB4268，與存儲(chǔ)部分一起構(gòu)成語音實(shí)時(shí)處理骨架；無線子卡部分采用Atheros公司的WMIA-165G 802.11g Mini PCI模塊，并用Madwifi驅(qū)動(dòng)無線子卡；存儲(chǔ)部分使用2塊SDRAM存儲(chǔ)器和1塊NOR FLASH存儲(chǔ)器；外設(shè)連接部分包括一個(gè)WAN口和四個(gè)LAN口、Mini-PCI接口、輸出模擬電話信號(hào)的RJ-11接口，以及用于調(diào)試的RS 232串口。



1.2 ADM5120主處理器

德國Infineon公司的ADM5120是一款基于哈佛體系結(jié)構(gòu)的SoC(片上系統(tǒng))的嵌入式處理器，具有5級(jí)流水線，并使用了32位MIPS指令集。同時(shí)ADM5120還是一款典型的寄存器型微處理器，其配置了32個(gè)通用寄存器和一對存儲(chǔ)64位數(shù)據(jù)的寄存器Hi和Lo以及異常PC寄存器，其中Hi和Lo寄存器用于存放定點(diǎn)乘法的結(jié)果。ADM5120中還內(nèi)置了32／16位MIPS32 4KEC處理器，其采用TLB(TranslationLookaside Buffer)實(shí)現(xiàn)了內(nèi)存管理和流水線中的異常處理功能，并使用馮·諾依曼結(jié)構(gòu)在內(nèi)存和寄存器之間傳輸數(shù)據(jù)，提高了數(shù)據(jù)的傳輸效率，加快了程序的執(zhí)行速度。另外，ADM5120還集成了多種外圍部件，主要有：PCI(Peripheral Component Interconnect)總線接口，5個(gè)100 Mb／s的以太網(wǎng)接口，并且還配置了ADM5120內(nèi)置的PHY芯片，內(nèi)嵌了16 MB／85 MHzSDRAM存儲(chǔ)器，給系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供了很大的方便。

在本系統(tǒng)中，微控制器接口(非緩沖接口)與VINETIC，F(xiàn)ALSH-RAM，SDRAM并行連接，并分別使用8 B，16 B，32 B的總線寬度。ADM5120通過微控制器接口控制與之相連的VINETIC并將語音數(shù)據(jù)從WLAN接口傳給VINETIC，反之亦然。ADM5120的通用輸入／輸出端口GPIOs控制VINETIC的復(fù)位信號(hào)并為VINETIC生成片選信號(hào)，同時(shí)GPIOs還作為VINETIC準(zhǔn)備功能和中斷信號(hào)的輸入。而連接到ADM5120的LED指示燈顯示W(wǎng)AN口和LAN口連接狀態(tài)以及模擬輸出接口的模擬線路狀態(tài)。

1.3 VINETIC語音模塊

VINETIC(Voice and Internet EnhanceTelephony Interface Circuit)是Infineon公司的一款語音處理模塊，它將編解碼器和語音處理功能集成在一起，能達(dá)到與傳統(tǒng)語音服務(wù)相同的語音質(zhì)量。VINETIC處理模擬電話信號(hào)，語音壓縮包，并提供實(shí)時(shí)壓縮包的緩沖，具有自適應(yīng)回聲抵消，靜音檢測，DTMF信號(hào)產(chǎn)生、譯碼等功能。

VINETIC芯片的主接口電路如圖2所示。其中4和5為片選輸入端；AD0～AD7：雙向的輸入／輸出信號(hào)，相應(yīng)的引腳有3種運(yùn)行狀態(tài)：低電平、高電平或高阻抗，當(dāng)CSQ為高電平時(shí)，DOUT呈高阻狀態(tài)，此時(shí)需要外接10 kΩ的上拉電阻；28和29輸出數(shù)字電平，漏極開路，相應(yīng)的引腳有2種運(yùn)行狀態(tài)：低電平有效或三態(tài)，并允許多個(gè)設(shè)備共享為線或。芯片供電電路部分：66外接鎖相環(huán)路，此鎖相環(huán)重要地影響到芯片的總性能，因此應(yīng)特別注意對鎖相環(huán)供電的濾波器；64將鎖相環(huán)接地。


1.4 存儲(chǔ)模塊

系統(tǒng)存儲(chǔ)模塊包括1塊NOR FLASH芯片MX29LV320和2塊SDRAM芯片W986432DH。MX29LV320的引腳分布如圖3所示。