EP9302的嵌入式VOWiFi電話終端設計

引 言

　　下一代網(wǎng)絡NGN(Next Generation Network)已經(jīng)成為通信網(wǎng)絡發(fā)展的方向，是NGN研究的一個熱點，具有廣闊的應用市場。VoIP技術(shù)可以在分組交換網(wǎng)絡上傳輸語音業(yè)務，滿足人們在數(shù)據(jù)通信網(wǎng)上對語音業(yè)務的需求。目前，IP電話領域存在兩個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，因其簡單、靈活的技術(shù)特點而呈現(xiàn)出后來居上的趨勢。

　　與此同時無線局域網(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，已得到大量國際廠商的支持和市場的廣泛認同。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，不能提供語音業(yè)務，因此有必要在該數(shù)據(jù)業(yè)務基礎上采用VoIP技術(shù)，研制一種無線VoIP電話()，以適應通信網(wǎng)絡設備應用越來越廣泛的現(xiàn)實。實現(xiàn)VoWiFi的軟硬件平臺，可以采用當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，具有重要的應用價值。

　　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)上進行電話通信的設備。為了能在802．1la／b／g上實現(xiàn)電話通信，必須采用VoIP技術(shù)，本系統(tǒng)VoIP標準可以選擇更靈活的SIP協(xié)議。為了能實現(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)。為了提高硬件設計的靈活性和軟件代碼在平臺間的可移植性，本系統(tǒng)軟硬件的設計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性，從而使得各個模塊可以同時進行開發(fā)，提高開發(fā)效率。

　　2 硬件設計

　　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，它負責操作系統(tǒng)的運行、資源的管理和分配、信息數(shù)據(jù)的處理以及與外部擴展單元的通信，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，使得程序開發(fā)更加容易、便于維護，同時能夠提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，采用嵌入式操作系統(tǒng)Linux。

　　2．2 模塊選擇與電路設計

　　802．11b／g無線模塊實現(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SW800進行選通控制。74HC08作為4個二輸入與門邏輯電路，負責控制信號的邏輯組合。該接口用來連接USB接口的外部設備。

　　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)濟型音頻編解碼器，它通過I2S數(shù)字音頻接口實現(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鍵盤用于人機接口，在ARM嵌入式系統(tǒng)支持下實現(xiàn)各種人機操作。考慮到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圖形點陣LCD模塊。

　　3 軟件設計

　　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。