基于μClinux的IP电话
基于μClinux的IP电话
复旦大学
参赛队员：邱卫东、谌勇辉、卢德良
指导老师：彭澄廉
一、系统概述
IP是国际互联网协议(Internet Protocol)的简称,IP 电话是按照国际互联网协议规定的网络技术开通的电话业务,它通过发送IP包来传输话音业务,其基本原理是：通过语音压缩算法对话音进行压缩编码处理,然后把这些语音数据按IP等相关协议进行打包,经过IP网络把数据包传输到目的地,再把这些语音数据包连接起来,经过解码、解压缩处理后,恢复成原来的语音信号,从而达到由IP网络传送话音的目的。
Internet话音业务正在获得飞速发展,其主要原因有以下两点：首先是价格低廉,相同的通话时间,通过Internet话音服务的费用仅仅为通过传统话音服务费用的几分之一,甚至几十分之一;其次,随着技术的发展,IP电话的话音质量有了很大的提高,克服了以往话音质量低劣、延迟长、经常掉线等缺陷。
目前专家普遍认为VoIP将代表电话技术未来的发展方向,甚至有这样的一句话：everything is over IP(一切都将基于IP)。许多人相信IP电话时代即将到来,Frost & Sullivan调研公司的报告中预计,到2007年VoIP的通话量将占全部通话量的75%,甚至更高一些。
NiosCPU是一种采用流水线技术、单指令流的RISC处理器,又是一种软核CPU,专门针对可编程逻辑器件进行了优化,因此是一种可配置的通用RISC处理器,可以与用户自定义逻辑结合,构成完整、功能强大的SOC系统,在嵌入式系统的设计中已成为趋势。
嵌入式操作系统是嵌入式系统的灵魂,可以显著提高软件开发效率和进行软件复用。针对当前日益复杂的嵌入式系统开发,应用操作系统是保证产品面市时间的关键。嵌入式μClinux操作系统是一种性能优良、源码公开且被广泛应用的的免费嵌入式操作系统,具有高度灵活的可定制内核。
目前尚无Nios CPU的免费移植版本,为了完成参赛作品,我们自行移植了μClinux操作系统的Nios CPU版本,继而在μClinux操作系统上完成了IP电话的设计开发。
二、功能说明
基于μClinux的IP电话分为服务端(接受方)和客户端(呼叫方)。发起通话请求的一端称为客户端,另一端则为服务端。根据不同应用场景,服务端和客户端可以调换角色,也就是说,任意一端都可以发起通话请求。
客户端发起通话请求,输入服务端IP地址,两端通过网络连接成功后,利用麦克风和听筒,就可以进行通话了。
本作品的实现分为硬件和软件两个部分。
硬件部分进行A/D、D/A板的开发设计,以实现电话语音的数/模和模/数转换功能。采用AD7811、AD7305等芯片,实现了A/D,D/A的控制时序逻辑以及采样率的设置等功能。
软件实现主要包含以下四个步骤：
第一,将嵌入式操作系统μClinux移植到Nios处理器上。
第二,移植μClinux下的smclan9111c1网卡驱动程序,实现IP连接。
