基于軟核CPU技術(shù)的IP電話接口設(shè)計(jì)

4．2 I2C語(yǔ)音模塊
由于語(yǔ)音編解碼器的處理延時(shí)是影響VoIP話音質(zhì)量的因素之一，為了保證語(yǔ)音編解碼的實(shí)時(shí)性，軟件系統(tǒng)在控制WM8731編解碼器的編解碼同時(shí)，加入了I2C語(yǔ)音模塊，以實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)處理。它采用自頂向下設(shè)計(jì)方法利用QuartusⅡ進(jìn)行設(shè)計(jì)。
I2C是一種雙向制串行總線協(xié)議，只有總線處于“非忙”狀態(tài)時(shí)，數(shù)據(jù)傳輸才能被初始化。數(shù)據(jù)傳輸期間，只要時(shí)鐘線為高電平，數(shù)據(jù)線都必須保持穩(wěn)定，否則數(shù)據(jù)線上的任何變化都被當(dāng)作“啟動(dòng)”或“停止”信號(hào)。它實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸。
首先在QuartusⅡ環(huán)境內(nèi)創(chuàng)建一個(gè)名為I2C的原理圖文件，然后建立包括各個(gè)模塊的頂層圖(使用Altera提供的LPM功能模塊或者建立自己的功能模塊)，在頂層圖中將各個(gè)功能模塊進(jìn)行連接，如圖8所示。

調(diào)試通過(guò)以后必須對(duì)其引腳進(jìn)行手動(dòng)設(shè)置，以便程序的下載，如圖9所示。
將Wolfson WM8731音頻編解碼器被配置為控制模式，可以自動(dòng)產(chǎn)生AD／DA的連續(xù)比特時(shí)鐘和左／右聲道時(shí)鐘(CLOCK_500．v)。編解碼系統(tǒng)采樣頻率設(shè)定為48 kHz。
I2C．v程序流程見圖10。
在QuartusⅡ中對(duì)本模塊進(jìn)行測(cè)試，輸入頻率50 MHz，波形結(jié)果如圖11所示。

AUD_ADCDAT與AUD_DACDAT分別為I2C總線的輸入輸出，由圖11中可見其延遲為9．033 ns，實(shí)現(xiàn)了語(yǔ)音數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)處理。

5 結(jié) 語(yǔ)
本文研究并設(shè)計(jì)了一個(gè)基于SIP的IP電話終端，其結(jié)構(gòu)比較完整。同時(shí)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了分塊測(cè)試和環(huán)境測(cè)試，實(shí)現(xiàn)了語(yǔ)音數(shù)據(jù)的A／D、D／A實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)換，進(jìn)行了數(shù)據(jù)報(bào)的收發(fā)。同時(shí)，本文提出的SIP與PSTN的互聯(lián)模型，使用戶(尤其是長(zhǎng)途電話用戶)不必?fù)?dān)心SIP IP終端與PSTN用戶的連接，可以在運(yùn)營(yíng)商的支持下自由地同其他用戶進(jìn)行通信，而不用擔(dān)心產(chǎn)生高昂的通話費(fèi)用。
Altera公司的軟件開發(fā)工具QuflrtusⅡ和NiosⅡ因其功能強(qiáng)大、可移植性強(qiáng)、可擴(kuò)展性高，作為CPU開發(fā)，給大系統(tǒng)的升級(jí)與擴(kuò)展提供了簡(jiǎn)便的操作界面與操作方法。
從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，在VoIP技術(shù)發(fā)展過(guò)程中僅實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音傳輸功能是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。但利用Altera公司的軟核CPU技術(shù)，若在本文研究的基礎(chǔ)上添加短信平臺(tái)、VGA接口等，則IP電話終端就不僅能實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音通信，還能實(shí)現(xiàn)短消息傳輸、視頻通訊等，或者與一些數(shù)據(jù)平臺(tái)服務(wù)商聯(lián)合，為用戶提供數(shù)字點(diǎn)播等服務(wù)，以成為一個(gè)功能強(qiáng)大的多媒體通信終端。