嵌入式MPC860在VOIP技术上的应用

嵌入式MPC860在VOIP技术上的应用

论文摘要

随着Internet的深入应用与发展,VoIP (Voice over Internet Protocol)技术将成为未来语音通信的主导技术。VoIP指的是将模拟的声音讯号经过压缩与封包之后,以数据封包的形式在IP网络的环境进行语音讯号的传输。VoIP最大的优势是能广泛地采用Internet和全球IP互连的环境,提供比传统业务更多、更好的服务。VoIP可以在IP网络上便宜的传送语音、传真、视频、和数据等业务,如统一消息、虚拟电话、虚拟语音/传真邮箱、查号业务、Internet呼叫中心、Internet呼叫管理、电视会议、电子商务、传真存储转发和各种信息的存储转发等。在企业网领域,VoIP技术的应用显得尤为突出。现今多数企业依然依赖PBX(Private Branch eXchange)这种方式的电话通信,对于通话量大的企业而言,话费的确是不小的成本投入。为此,VoIP技术被广泛在企业中采用,它是为解决低成本通话而诞生的一种通讯技术,特别是随着互联网的普及,很多企业慢慢开始转入网络业务,大多数企业为了减少开支转向VoIP技术,在进入2008年之后,VoIP将成为大多数企业通信的主要方式,大有取代PBX的趋势。但在相当长一段时间里基于电路交换的PBX所提供的高可靠、高稳定性的服务正是VoIP技术所无法提供的。如何实现电路交换技术与VoIP技术的融合成为众多通信设备厂商关注的重点。本论文的课题是利用在现有PBX系统的基础上开发VoIP网关/VoIP业务处理模块的方案来实现传统PBX和VoIP技术的融合,即在现有的PBX系统上加载实现VoIP功能的业务模块或在现有PBX系统与IP公共网络之间增加VoIP网关来实现。为了实现VoIP业务处理模块的功能要求,我们采用了基于MPC860嵌入式处理器和AudioCodec语音处理芯片为硬件开发平台,结合VxWorks实时操作系统技术,以良好的硬件和软件系统的稳定性保证VoIP业务处理模块的高性能和可靠性。本论文详细阐述了基于嵌入式处理器MPC860在VoIP业务处理板的设计和实现方案。首先介绍了项目背景、项目开发的关键技术、课题所基于的PBX开发平台,简要的介绍了MPC860嵌入式处理器、VxWorks嵌入式实时操作系统及其开发环境以及IP语言信令协议——H.323协议系统;接着提出系统的总体设计、系统的硬件结构和软件结构。针对其硬件的设计实现方案,分别从外部总线和系统内部的连接、时钟与电源管理部分、可编程器的设计说明、中断处理和响应等几个方面进行详细阐述;然后提出硬件底层软件的设计及实现方案,详细介绍了在VxWorks下BSP的设计流程及其实现、HDLC程序的设计及实现、网口驱动程序的实现、MPC860对语音处理芯片的驱动模块设计及实现等。在系统应用软件的设计方面,简单介绍系统应用软件对H.323协议呼叫流程的实现,并介绍了系统应用软件对于改善VoIP的语音质量而采取的策略和措施的实现。最后对整个系统进行总结,提出需要改进的方面。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 1 绪论
  • 1.1 引言
  • 1.2 项目背景
  • 1.3 项目关键技术
  • 1.3.1 VoIP 语音处理及信令技术
  • 1.3.2 嵌入式系统开发技术
  • 1.4 本章小结
  • 2 MPC860 嵌入式处理器
  • 2.1 MPC860 的主要特点
  • 2.2 MPC860 基本体系结构
  • 2.3 MPC860 异常和中断处理机制
  • 2.3.1 MPC860 中断体系结构
  • 2.3.2 MPC860 中断处理流程
  • 2.4 MPC860 存储体系
  • 2.5 本章小结
  • 3 VxWorks 嵌入式实时操作系统
  • 3.1 嵌入式实时操作系统概述
  • 3.2 RTOS 评价指标
  • 3.3 嵌入式实时多任务软件的设计
  • 3.4 Vxworks 操作系统
  • 3.4.1 VxWorks 概述与系统组成
  • 3.4.2 VxWorks 的特点
  • 3.5 VxWorks 的中断处理机制
  • 3.6 本章小结
  • 4 IP 语音信令协议
  • 4.1 H.323 协议介绍
  • 4.1.1 语音编码协议
  • 4.1.2 H.323 系统组成
  • 4.1.3 H.323 呼叫过程
  • 4.2 实时传输协议RTP
  • 4.2.1 RTP
  • 4.2.2 RTCP
  • 4.3 本章小结
  • 5 系统总体设计与硬件实现
  • 5.1 系统整体设计
  • 5.1.1 总体设计
  • 5.1.2 系统硬件结构
  • 5.1.3 系统软件结构
  • 5.2 主要器件介绍
  • 5.3 硬件详细设计
  • 5.3.1 外部总线
  • 5.3.2 内部连接
  • 5.3.3 中断响应与处理
  • 5.3.4 内存分配与管理
  • 5.3.5 复位电路和上电配置字选择
  • 5.3.6 时钟管理
  • 5.3.7 电源管理
  • 5.3.8 电源提供
  • 5.3.9 电平转换与缓冲电路
  • 5.3.10 可编程逻辑器件CPLD
  • 5.4 本章小结
  • 6 硬件底层软件的设计与实现
  • 6.1 BSP 概述及 VxWorks 下 BSP 的开发
  • 6.1.1 BSP 概述
  • 6.1.2 VxWorks 下的BSP 开发
  • 6.2 BSP 实现
  • 6.3 HDLC 程序的设计与实现
  • 6.3.1 串行设备驱动程序结构
  • 6.3.2 HDLC 驱动程序的实现
  • 6.4 网口驱动程序
  • 6.5 AC48616 HPI 驱动模块分析
  • 6.6 死锁及生产者-消费者问题
  • 6.7 本章小结
  • 7 系统应用软件设计与实现
  • 7.1 系统应用软件整体设计
  • 7.1.1 系统应用软件模块的划分
  • 7.1.2 各模块的主要功能
  • 7.1.3 任务创建与任务间通信方式
  • 7.1.4 消息及消息池设计
  • 7.2 H.323 呼叫处理模块设计与实现
  • 7.2.1 模块设计简述
  • 7.2.2 H.323 协议栈开发环境
  • 7.2.3 H.323 主程序模块
  • 7.2.4 Q.931 子模块
  • 7.2.5 H.245 子模块
  • 7.2.6 RTP 子模块
  • 7.3 系统测试
  • 7.4 本章小结
  • 8 回顾和展望
  • 参考文献
  • 致谢
  • 攻读工程硕士期间发表论文
  • 相关论文文献

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