EP9302的嵌入式VOWiFi電話終端設(shè)計(jì)

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研究的一個熱點(diǎn)，具有廣闊的應(yīng)用市場。VoIP技術(shù)可以在分組交換網(wǎng)絡(luò)上傳輸語音業(yè)務(wù)，滿足人們在數(shù)據(jù)通信網(wǎng)上對語音業(yè)務(wù)的需求。目前，IP電話領(lǐng)域存在兩個呼叫信令和控制標(biāo)準(zhǔn)：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(yīng)用，而IETF提出的SIP協(xié)議，因其簡單、靈活的技術(shù)特點(diǎn)而呈現(xiàn)出后來居上的趨勢。

　　與此同時(shí)無線局域網(wǎng)(WLAN)技術(shù)發(fā)展迅速。

　　WLAN主流技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)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，已得到大量國際廠商的支持和市場的廣泛認(rèn)同。但是目前802．11a／b／g技術(shù)只提供高速數(shù)據(jù)接入業(yè)務(wù)，不能提供語音業(yè)務(wù)，因此有必要在該數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)基礎(chǔ)上采用VoIP技術(shù)，研制一種無線VoIP電話()，以適應(yīng)通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備應(yīng)用越來越廣泛的現(xiàn)實(shí)。實(shí)現(xiàn)VoWiFi的軟硬件平臺，可以采用當(dāng)前最流行的嵌入式開發(fā)平臺和開源的Linux操作系統(tǒng)?；谝陨霞夹g(shù)可以構(gòu)建一個嵌入式VoWiFi，具有重要的應(yīng)用價(jià)值。

　　1 技術(shù)方案

　　嵌入式VoWiFi電話是能夠在802．11a／b／g無線局域網(wǎng)上進(jìn)行電話通信的設(shè)備。為了能在802．1la／b／g上實(shí)現(xiàn)電話通信，必須采用VoIP技術(shù)，本系統(tǒng)VoIP標(biāo)準(zhǔn)可以選擇更靈活的SIP協(xié)議。為了能實(shí)現(xiàn)各種通信協(xié)議，完成各種控制和管理工作，滿足今后進(jìn)一步開發(fā)需要，需采用基于微控制器的嵌入式系統(tǒng)。為了提高硬件設(shè)計(jì)的靈活性和軟件代碼在平臺間的可移植性，本系統(tǒng)軟硬件的設(shè)計(jì)采用了模塊化的方法。在硬件上，把系統(tǒng)劃分為以太網(wǎng)接口、USB無線網(wǎng)卡接口、音頻接口、串行接口等幾個功能單元；在軟件上，利用嵌入式操作系統(tǒng)分離底層硬件平臺和上層應(yīng)用，通過對終端系統(tǒng)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，從而使得各個模塊可以同時(shí)進(jìn)行開發(fā)，提高開發(fā)效率。

　　2 硬件設(shè)計(jì)

　　2．1 總體方案

　　VoWiFi電話硬件技術(shù)方案如圖1所示。ARM9處理器是整個終端的核心部分，外圍包括802．11b／g無線模塊、語音信號處理模塊、鍵盤和LCD電路。ARM嵌入式系統(tǒng)是VoWiFi電話通信控制和管理的核心，它負(fù)責(zé)操作系統(tǒng)的運(yùn)行、資源的管理和分配、信息數(shù)據(jù)的處理以及與外部擴(kuò)展單元的通信，完成與各個模塊的接口和通信、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(tǒng)采用ARM9微控制器芯片。為了使系統(tǒng)能夠支持多任務(wù)，使得程序開發(fā)更加容易、便于維護(hù)，同時(shí)能夠提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，采用嵌入式操作系統(tǒng)Linux。

　　2．2 模塊選擇與電路設(shè)計(jì)

　　802．11b／g無線模塊實(shí)現(xiàn)空中無線接口和無線局域網(wǎng)接入功能。選用VIA威盛公司的VT6656 USB無線網(wǎng)卡，VT6656 wLAN控制器包括1個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高速的無線連接。

　　在ARM9開發(fā)板內(nèi)部含有1個USB2．O接口控制器，接口電路如圖2所示。共有3個LISB接口(2個Host和1個Device)，通過選擇開關(guān)SW800進(jìn)行選通控制。74HC08作為4個二輸入與門邏輯電路，負(fù)責(zé)控制信號的邏輯組合。該接口用來連接USB接口的外部設(shè)備。

　　語音信號處理模塊用于對語音信號的數(shù)字化處理。本終端的音頻接口由I2S音頻總線接口和UDAl341TS音頻編解碼器組成，I2S接口采用DMA的數(shù)據(jù)傳輸模式。UDAl341TS是一款經(jīng)濟(jì)型音頻編解碼器，它通過I2S數(shù)字音頻接口實(shí)現(xiàn)音頻信號的數(shù)字化處理。圖3是EP9302與UDAl341TS的引腳連接示意簡圖。

　　LCD顯示器和4×4鍵盤用于人機(jī)接口，在ARM嵌入式系統(tǒng)支持下實(shí)現(xiàn)各種人機(jī)操作?？紤]到LCD顯示器主要用于號碼以及各種狀態(tài)標(biāo)識顯示，因此采用背光的128×64圖形點(diǎn)陣LCD模塊。

　　3 軟件設(shè)計(jì)

　　本嵌入式WLAN SIP電話終端的軟件結(jié)構(gòu)如圖4所示。具體來說，需要如下的軟件。