基于ARM9的可视电话终端系统设计

基于ARM9的可视电话终端系统设计
作者：赵雪陶宗慧
来源：《科技创新导报》 2011年第14期
赵雪陶宗慧
（长春理工大学电信学院通信工程系吉林长春 130022）
摘要：现有的IP(Internet Protocol，因特网协议)可视电话产品大多依赖于PC (Personal Computer，个人计算机) 机。

如果能在嵌入式微处理器上开发出与普通电话类似的可视电话终端产品，就能普及可视电话。

本文设计了一种基于ARM9(Advanced RISC Machines)平台和Windows CE操作系统的嵌入式可视电话终端系统设计方案。

关键词：ARM9
可视电话 IP网
中图分类号：TN916
文献标识码：A
文章编号：1672-3791(2011)05(b)-0000-00
根据通讯媒体的不同，可视电话有好几种类型。

有基于普通电话线（PSTN）的，基于PSTN 的可视电话是较早实用化的可视电话产品，是由于PSTN网络的高普及率。

但是由于普通电话线网的带宽很低所以基于PSTN网的可视电话音视频质量并不是很好。

可视电话还有基于电路交换（ISDN），可靠性比较高，并且有服务质量保证的。

目前已经有较多的用户。

但是虽然其带宽比PSTN高一倍以上，音视频质量有较大的改善，但是其普及率不高。

而IP网的带宽比前两者都高出很多，一般都是10M以上的，且普及率也较高，仅次于PSTN网。

从它的发展趋势来看，IP网有可能成为将来最大的网络，集合各种网络。

基于IP还可以带来获得令人满意的音视频质量[1]。

1系统硬件设计
1.1 嵌入式系统简介
从狭义上说，嵌入式系统仅仅指装入另一个设备并且控制该设备的专用计算机系统。

而广义的讲，嵌入式系统是指具有特定功能或用途的计算机软硬件集合体。

嵌入式系统最大的特点是具有目的性和针对性，即每一套嵌入式系统的开发都有其特殊应用场合与特定功能，这也是嵌入式系统与通用计算机系统最主要的区别。

另外，嵌入式技术还与实时性有着天然的联系。

1.2 系统硬件的选择
可视电话的系统很复杂，若也能使它进入普通消费者家庭，设计可视电话时需要考虑到方方面面。

首先要充分考虑成本和功耗的问题，以利于可视电话终端的普及这就要求所选择的硬件平台，既能提供足够的资源，又便于扩展。

其次，软件模型的设计要合理、高效、稳定，并且需要采用模块化的设计方法；最后，要实现可视电话的基本功能，并在基本功能的基础上能够有所扩展[3]。

由于嵌入式处理器更适合于终端设备，接口丰富，成本适中，且拥有很好的可扩展性，因此本文设计选择Samsung公司的S3C2410A微处理器作为系统的核心，它基于
ARM920T核，核心频率为203MHz。

以太网芯片采用DM9000AE，LCD电路选择了两片FDC6321场效应管触摸屏驱动器来控制触摸屏，语音编解码芯片则选择了UDA1341TS，图像采集模块使用中星微DSP芯片的摄像头。

系统硬件结构图如图1所示。

2系统软件模型设计
2.1 软件模型设计需求
完成可视电话终端设备的开发，除了上述的各种硬件芯片外，操作系统、网络协议、视频编解码协议、语音编解码协议等运行在ARM上的各种软件也是至关重要的一个方面，开发的难点也主要集中在这里。

话机必须能提供高质量的音/视频服务。

音频编解码采用目前在我国，绝大多数的IP电话系统就是符合H.323标准的。

虽然开发H.323难度比SIP大，但是采用H.323协议风险比较小。

因此，本系统最终采用了H.323 V4协议栈来完成视讯通信标准开发。

2.2软件模型设计
通过软件功能需求分析，可以确定可视电话系统框图，如图2所示。

图中给出了本文设计的可视电话模块单元以及它们之间的连接关系。

该系统主要包括了视频模块、音频模块、网络模块和信令模块，其中的网络模块包括了RTP (Real-time Transport Protocol, 实时传送协议)封装模块、解封装模块、网络发送模块和接收模块。

2.3操作系统的简介
Windows CE一般常用于嵌入式设备中。

嵌入式设备拥有有限的硬件资源，这样就必然要求操作系统和应用软件尽可能地减少对系统资源地消耗，同时还要保证很高地执行效率。

所以在CE下开发软件必须选择一个好的编译器，使其编译的程序能够相对快速的执行，同时能够相对减少对系统资源的消耗。

另外EVC编译器同Visual C＋＋编译器一样优秀，编译的程序完全符
合嵌入式软件的要求。

相比较用开发软件虽然有时在开发时间上要快一点，但是执行效率和资源节省程度都不如EVC。

现在越来越多的产品采用了Windows CE操作系统作为软件平台。

所以能够做出符合市场需求的各种产品并加以完善需要PB(Platform Builder)加EVC的梦幻组合，用PB定制平台并开发驱动程序、用EVC开发应用软件。

3结论与展望
随着IP技术的快速发展，通过Internet网络实现融合语音视频和数据传输的应用日趋成熟。

可视电话作为嵌入式技术的应用之一，具有广阔的市场前景，以终端形式出现的可视电话
机如果能够走进千家万户，必将使人类的通信手段上升到一个新的高度。

本文首先介绍可视电话的关键技术。

然后，介绍嵌入式系统、ARM微处理器和嵌入式操作
系统，由于是第一次接触嵌入式开发、Windows CE操作系统以及Windows CE环境编程，且时
间和能力有限，本文实现了可视电话终端的基本音视频通信功能，在设计和实现上没有达到最优，还存在很多漏洞。

在今后的研究工作中，还需加以改进。