基于RISC架構(gòu)的可視電話平臺(tái)設(shè)計(jì)

　　1.引言

　　對(duì)于重親情和友情的中國(guó)人來講，可視電話是普通百姓盼望已久的通信方式�？梢曤娫捠羌�通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、音視頻處理技術(shù)等為一體的產(chǎn)品，是信息技術(shù)發(fā)展的方向。目前可視電話從產(chǎn)品類型上分主要有兩種：一種是基于PC機(jī)的可視電話；另一種是脫離PC的一體化可視電話；從信號(hào)傳輸線路上分主要有：基于ISDN，ADSL等的寬帶可視電話和基于PSTN的窄帶可視電話。PSTN在中國(guó)已經(jīng)發(fā)展了幾十年，是目前覆蓋最廣、最為經(jīng)濟(jì)、群眾基礎(chǔ)最為廣泛的的通信網(wǎng)。因此在PSTN網(wǎng)絡(luò)上實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)易便于推廣的可視電話仍然有很強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義。

　　我國(guó)基于PSTN可視電話的標(biāo)準(zhǔn)是依據(jù)ITU-T H.324制定的。目前市面上所有的PSTN可視電話基本采用MCU+專用ASIC芯片來實(shí)現(xiàn)H.324協(xié)議所要求的音視頻編碼以及協(xié)議控制，或者處理器+DSP架構(gòu)的方案，系統(tǒng)構(gòu)成復(fù)雜。本文提出一種新的基于RISC架構(gòu)嵌入式平臺(tái)的可視電話，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)構(gòu)成簡(jiǎn)單的無線可視電話。該方案可開發(fā)出獨(dú)立的可視電話終端，并可用于通信，監(jiān)控等領(lǐng)域。

　　2.H.324協(xié)議簡(jiǎn)介

　　圖-1 為H.324 協(xié)議的框圖，圖中框內(nèi)為建議H.324 協(xié)議范圍。建議內(nèi)容主要包括H.263/H.261 視頻編解碼協(xié)議、G.723 音頻編解碼協(xié)議、V.14 數(shù)據(jù)協(xié)議、H.223 復(fù)用/解復(fù)協(xié)議、H.245 控制協(xié)議以及Modem（控制協(xié)議）等，可參見參考文獻(xiàn)［1］。

圖-1 H.324 協(xié)議框圖

　　在PSTN 網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)痛a率的音視頻信息必須進(jìn)行壓縮編碼，在H.324 協(xié)議中，音視頻編解碼是核心內(nèi)容之一H.263 是由ITU 定義，支持用于視頻會(huì)議和視頻電話應(yīng)用程序的視頻編解碼。H.263 基于H.261 編碼發(fā)展而來，是特別面向低碼率的視頻編碼而設(shè)定，能在最低帶寬為 20K 到 24Kbit/sec 上傳輸?shù)囊曨l流。G.723.1 是ITU 組織針對(duì)電話帶寬的語(yǔ)音信號(hào)推出的一種雙速率語(yǔ)音編解碼標(biāo)準(zhǔn)，最低能以5.3Kbps 的速率傳輸音頻流。

　　3. 基于ARM處理器S3C2440A系統(tǒng)硬件平臺(tái)構(gòu)成

圖-2 系統(tǒng)硬件架構(gòu)

　　整體硬件架構(gòu)圖如圖-2 所示。

　�。�1） 系統(tǒng)的核心為基于RISC 架構(gòu)的ARM 處理器S3C2440.該處理器韓國(guó)三星電子推出的一個(gè)16/32-bit RISC 小型高性能微處理器。采用速度最高可達(dá)533MHz 的ARM920T 內(nèi)核， 可提供面向普通系統(tǒng)外設(shè)的各種功能，因此不需增加額外器件，在降低系統(tǒng)復(fù)雜度的同時(shí)，向終端用戶提供Camera 接口、TFT 及STN 液晶顯示器的功能及SD/MMC/SDIO 卡插槽等附加設(shè)備。該處理器性能強(qiáng)大，能夠滿足H.263 編解碼以及G.723.1 編解碼的運(yùn)算要求。可參見參考文獻(xiàn)［9］。

　　（2） 系統(tǒng)的視頻采集部分：采用30 萬(wàn)像素的CMOS Camera OV9650ESL.該器件最高能采集1280*1024 的像素陣列，足夠滿足系統(tǒng)的需求。利用S3C2440A專有的Camera 控制器對(duì)視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，并采用IIC 總線對(duì)其進(jìn)行配置曝光時(shí)間，白平衡等參數(shù)。

　　（3） 系統(tǒng)的顯示部分：采用LG 的3.5 寸65K 色TFT 液晶顯示屏，該屏幕分辨率為320*240，滿足系統(tǒng)需求。在本設(shè)計(jì)中，利用處理器的液晶數(shù)據(jù)接口對(duì)液晶屏幕的對(duì)其進(jìn)行配置顯示格式，并利用SDRAM 作為顯示存儲(chǔ)區(qū)域，利用S3C2440A 集成的LCD 控制器對(duì)液晶屏幕進(jìn)行輸出顯示。

　　（4） 系統(tǒng)的音頻輸入輸出部分：采用Codec 芯片UDA1341，該音頻芯片內(nèi)部集成ADC 以及DAC，通過接駁MIC，SPEAKER 來組成系統(tǒng)的音頻的采集與播放功能。該芯片通過IIS 總線與CPU 進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸，并可以通過L3-BUS設(shè)置其采集速率，增益等。

　�。�5） 與PSTN 網(wǎng)絡(luò)接口部分：為實(shí)現(xiàn)在PSTN 網(wǎng)絡(luò)上傳輸數(shù)據(jù)，遵從H.324 協(xié)議，采用Conexant 的CX06833.該芯片通過UART 接口與CPU 相連接，并提供PSTN 網(wǎng)絡(luò)接口。可參見參考文獻(xiàn)［10］

　�。�6） 系統(tǒng)存儲(chǔ)部分：內(nèi)存采用型號(hào)為IS42S32200 的SDRAM，芯片的容量大小為8MBYTE，用于運(yùn)行軟件系統(tǒng)。程序存儲(chǔ)采用SST39VF320X，該芯片為NOR型FLASH 用于存儲(chǔ)程序，容量大小為4MBYTE.

　　（7） 附件：包括4*4 鍵盤，以及工作狀態(tài)顯示LED 等。