基于PXA255的VoIP嵌入式终端的研究与实现

论文摘要

利用Internet网络进行语音传输的VoIP(Voice over IP)技术是当前网络增值业务应用的核心技术平台。目前对VoIP技术的研究主要包括两类，一是扩展VoIP的应用范围，结合嵌入式技术的发展开发新的实现方式，如intranet，无线终端，各种VoIP终端架构和IPBX等等。另一类围绕改善现有IP电话通信质量，包括引入高性能DSP处理器，完善信令控制技术，语音实时处理技术，低速率的语音编码和安全性等。本文结合嵌入式系统和VoIP技术的发展趋势和热点，设计实现了一种VoIP系统专用嵌入式接入终端系统。本文首先设计实现了一个由PXA255微处理器、网络控制器、音频芯片，LCD和触摸屏构成的IP电话嵌入式接入终端硬件平台，构建了嵌入式Linux操作系统环境，并在此基础上设计了VoIP的客户端程序；该客户端系统参考H.323协议架构，设计实现了登陆／注册、呼叫、通话控制和系统管理等控制信令，扩展了短信息通信、用户管理等功能；终端嵌入了高效低速率语音编码算法，能有效利用网络资源；为了保障语音的实时传输和通话效果，在采用JRTP库传输语音数据的基础上，设计实现了一种自适应可变长的消抖缓冲区，提高系统语音接收处理能力和效果；研究了嵌入式图形开发技术，利用Qt／e开发出终端的用户图形界面，配合语音和信息提示，提供完善的管理控制功能，界面丰富，友好易用。本设计采用高性能微处理器，配合嵌入式Linux强大支持功能的实现方案，具有高性能、低成本、小型化、实时性强等诸多优点。相比传统的实现架构，该设计具有更好的灵活性和操作性，性价比更高，功能更强大，同时可扩展性和可移植性也更好，具有一定的技术先进性和广泛的应用前景。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 课题的背景与研究意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 VoIP的发展
• 1.2.2 嵌入式系统的发展
• 1.3 课题任务和论文结构
• 第二章 嵌入式系统的开发
• 2.1 嵌入式交叉编译环境的建立
• 2.2 引导加载程序的开发
• 2.2.1 引导加载程序的功能
• 2.2.2 RedBoot
• 2.2.3 RedBoot的分析移植
• 2.3 嵌入式操作系统
• 2.3.1 嵌入式 Linux
• 2.3.2 嵌入式 Linux的分析移植
• 2.4 嵌入式文件系统的开发
• 第三章 VOIP终端设计及其关键技术
• 3.1 IP电话终端设备
• 3.2 控制信令
• 3.3 音频驱动
• 3.4 语音编解码技术
• 3.5 网络通信技术
• 3.5.1 网络套接字
• 3.5.2 RTP/RTCP协议
• 3.5.3 去抖动缓冲区
• 3.6 图形界面技术
• 3.6.1 几种典型的嵌入式 GUI
• 3.6.2 QT/Embedded嵌入式图形工具包
• 3.6.3 Qt系统的信号与槽机制
• 3.6.4 嵌入式图形界面的开发
• 3.6.5 Qt/E开发环境的建立
• 第四章 终端系统的设计与实现
• 4.1 终端硬件系统设计
• 4.1.1 PXA255处理器
• 4.1.2 硬件总体方案设计
• 4.1.3 系统存储器接口设计
• 4.1.4 LCD和触摸屏电路设计
• 4.1.5 网络模块设计
• 4.1.6 音频模块设计
• 4.1.7 时钟和电源模块设计
• 4.2 嵌入式终端系统软件的设计
• 4.2.1 软件总体框架
• 4.2.2 好友信息接收子线程
• 4.2.3 语音通信子模块
• 4.2.4 呼叫控制模块
• 4.2.5 短信息通信模块
• 4.3 GUI详细设计
• 4.3.1 主界面
• 4.3.2 注册/登陆界面
• 4.3.3 电话薄界面
• 4.3.4 通话日志
• 4.3.5 短信息管理界面
• 4.3.6 个人资料修改
• 第五章 系统测试
• 5.1 程序编译下载
• 5.2 系统测试
• 5.2.1 功能测试
• 5.2.2 性能测试
• 5.2.3 健壮性测试
• 第六章 结束语
• 参考文献
• 附录
• 附录1: VoIP嵌入式终端部分原理图
• 附录2: 部分关键数据结构和源程序代码
• 致谢
• 攻读学位期间主要的研究成果