基于嵌入式處理器的VoIP雙模語音網關設計

2.4 用戶線接口(FXO)
FXO接口由兩部分組成:
(1)編解碼電路。這部分的功能和前面FXS中的編解碼功能完全一樣，也是由DSP芯片VP120提供服務，并由主CPU根據線路實際情況進行FXS和FXO功能切換，以便判定語音信號是走互聯網絡還是PSTN線路；
(2)數據存取裝置(DAA)。其重要作用是去除高電壓直流偏置，將PSTN環路關閉，從而僅傳送來自PSTN的模擬交流信號。本設計采用Clare的CPC 56XX系列產品作為DAA功能的設計。CPC 56XX系列產品號稱是為工業上首創的單封裝的DAA（數據存取裝置），它包括一個芯片內的隔離勢壘（額定均方根值1 500 V）, 這種DAA還提供正常的交流和直流電話線端接、二至四線混合功能、掛機和摘機檢測、呼叫人身份識別，半波和全波振鈴檢測電路，可支持大部分編解碼器和DSP器件。適合于機頂盒和電話應用的這種芯片可取代磁變壓器和各式各樣的其他分立元件，從而減少占用板上空間和成本，在本網關的設計中采用的是Clare公司推出的32腳SoC封裝的CPC 5622A。
3 基于SIP協議的雙模網關軟件設計
3.1 SIP協議棧的開發
為了設備互通、網絡互連等，需要開發相應的基于應用層的SIP協議棧。目前開源（開放源代碼）的SIP協議棧中比較常用的有VOCAL與OSIP，它們都是比較成熟和可商業化的SIP協議棧，其特點如表1所示。

本設計采用Libosip2進行程序開發，它是一種 GNU oSIP庫,OSIP封裝較好，操作簡單、可讀性較好，缺點是BUG較多，需調試時改進。
3.2 網關應用軟件設計方案
軟件部分主要由嵌入式操作系統和應用層軟件組成，可完成協議棧處理、路由處理和其他控制功能，軟件方案層次結構如圖4所示。

應用層的軟件主要由SIP協議棧處理模塊、路由處理模塊和DSP控制模塊組成。SIP協議棧負責呼叫控制和信令、音頻處理和媒體實時傳輸等功能。本系統采用開放源代碼的OSIP協議棧作為參考，應用層上的功能模塊都是基于該協議棧研發的[5]。
路由尋址模塊主要負責路由尋址和路由管理，確定目的網關的IP地址，并選擇最好路由將IP數據包經過IP網絡傳送到目的網關。DSP控制模塊主要是在應用程序中根據通話流程編寫相應的控制程序來控制DSP120的操作。網管模塊提供了Web網管和CLI命令行界面，很容易對雙模網關進行配置和維護[6]。
在SIP協議處理上直接采用OSIP所給出的函數調用,實現基本的SIP 協議功能,屏蔽了協議處理的內部細節。VP120 DSP處理器直接采用所提供的函數庫,可實現對DSP 的初始化和編解碼算法, 語音編解碼類型包括G.723.1、G.729、G.711a和G.711u。網關軟件主程序處理流程如圖5所示，網關語音包數據處理流程如圖6所示。

本文設計的VoIP雙模語音網關，其硬件利用高性能嵌入式微處理器IP2022和專用語音處理芯片DSP120為核心構成，軟件采用Libosip2程序開發及開源SIP協議棧為主，通過測試證明了其可行性。隨著目前無線WiFi的流行，本方案也可以直接升級為WiFi應用，通過采用IP2K系列所配備的無線開發套件，可以開發出適合802.11 a/b/g功能的無線網關，在無線應用領域，值得參考和借鑒。