基于μClinux的IP電話
基于μClinux的IP電話
復(fù)旦大學(xué)
參賽隊(duì)員：邱衛(wèi)東、諶勇輝、盧德良
指導(dǎo)老師：彭澄廉
一、系統(tǒng)概述
IP是國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議(Internet Protocol)的簡(jiǎn)稱,IP 電話是按照國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議規(guī)定的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)開通的電話業(yè)務(wù),它通過(guò)發(fā)送IP包來(lái)傳輸話音業(yè)務(wù),其基本原理是：通過(guò)語(yǔ)音壓縮算法對(duì)話音進(jìn)行壓縮編碼處理,然后把這些語(yǔ)音數(shù)據(jù)按IP等相關(guān)協(xié)議進(jìn)行打包,經(jīng)過(guò)IP網(wǎng)絡(luò)把數(shù)據(jù)包傳輸?shù)侥康牡?再把這些語(yǔ)音數(shù)據(jù)包連接起來(lái),經(jīng)過(guò)解碼、解壓縮處理后,恢復(fù)成原來(lái)的語(yǔ)音信號(hào),從而達(dá)到由IP網(wǎng)絡(luò)傳送話音的目的。
Internet話音業(yè)務(wù)正在獲得飛速發(fā)展,其主要原因有以下兩點(diǎn)：首先是價(jià)格低廉,相同的通話時(shí)間,通過(guò)Internet話音服務(wù)的費(fèi)用僅僅為通過(guò)傳統(tǒng)話音服務(wù)費(fèi)用的幾分之一,甚至幾十分之一;其次,隨著技術(shù)的發(fā)展,IP電話的話音質(zhì)量有了很大的提高,克服了以往話音質(zhì)量低劣、延遲長(zhǎng)、經(jīng)常掉線等缺陷。
目前專家普遍認(rèn)為VoIP將代表電話技術(shù)未來(lái)的發(fā)展方向,甚至有這樣的一句話：everything is over IP(一切都將基于IP)。許多人相信IP電話時(shí)代即將到來(lái),Frost & Sullivan調(diào)研公司的報(bào)告中預(yù)計(jì),到2007年VoIP的通話量將占全部通話量的75%,甚至更高一些。
NiosCPU是一種采用流水線技術(shù)、單指令流的RISC處理器,又是一種軟核CPU,專門針對(duì)可編程邏輯器件進(jìn)行了優(yōu)化,因此是一種可配置的通用RISC處理器,可以與用戶自定義邏輯結(jié)合,構(gòu)成完整、功能強(qiáng)大的SOC系統(tǒng),在嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中已成為趨勢(shì)。
嵌入式操作系統(tǒng)是嵌入式系統(tǒng)的靈魂,可以顯著提高軟件開發(fā)效率和進(jìn)行軟件復(fù)用。針對(duì)當(dāng)前日益復(fù)雜的嵌入式系統(tǒng)開發(fā),應(yīng)用操作系統(tǒng)是保證產(chǎn)品面市時(shí)間的關(guān)鍵。嵌入式μClinux操作系統(tǒng)是一種性能優(yōu)良、源碼公開且被廣泛應(yīng)用的的免費(fèi)嵌入式操作系統(tǒng),具有高度靈活的可定制內(nèi)核。
目前尚無(wú)Nios CPU的免費(fèi)移植版本,為了完成參賽作品,我們自行移植了μClinux操作系統(tǒng)的Nios CPU版本,繼而在μClinux操作系統(tǒng)上完成了IP電話的設(shè)計(jì)開發(fā)。
二、功能說(shuō)明
基于μClinux的IP電話分為服務(wù)端(接受方)和客戶端(呼叫方)。發(fā)起通話請(qǐng)求的一端稱為客戶端,另一端則為服務(wù)端。根據(jù)不同應(yīng)用場(chǎng)景,服務(wù)端和客戶端可以調(diào)換角色,也就是說(shuō),任意一端都可以發(fā)起通話請(qǐng)求。
客戶端發(fā)起通話請(qǐng)求,輸入服務(wù)端IP地址,兩端通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接成功后,利用麥克風(fēng)和聽筒,就可以進(jìn)行通話了。
本作品的實(shí)現(xiàn)分為硬件和軟件兩個(gè)部分。
硬件部分進(jìn)行A/D、D/A板的開發(fā)設(shè)計(jì),以實(shí)現(xiàn)電話語(yǔ)音的數(shù)/模和模/數(shù)轉(zhuǎn)換功能。采用AD7811、AD7305等芯片,實(shí)現(xiàn)了A/D,D/A的控制時(shí)序邏輯以及采樣率的設(shè)置等功能。
軟件實(shí)現(xiàn)主要包含以下四個(gè)步驟：
第一,將嵌入式操作系統(tǒng)μClinux移植到Nios處理器上。
第二,移植μClinux下的smclan9111c1網(wǎng)卡驅(qū)動(dòng)程序,實(shí)現(xiàn)IP連接。
