Blackfin处理器在VoIP解决方案中的应用

媒体编解码器   

VoIP协议栈的顶层负责处理需要传输的实际媒体数据。有许多可能的音频和视频编解码器都会进入媒体传输层。

图5：Unicoi系统基于Blackfin处理器的Fusion语音网关。

许多因素都有助于确定一个语音编解码器的理想程度，包括它如何有效利用可用的系统带宽，如何处理分组丢失，以及与之相关的成本(知识产权费等)。   

Blackfin VoIP附属应用   

不像传统的VoIP嵌入式解决方案那样利用两颗处理器内核来提供VoIP功能，Blackfin处理器在一个统一的内核体系结构中提供了一种会聚的解决方案——适合于语音处理的数字信号处理器(DSP)和适合于网络及用户接口需求的RISC精简指令微控制器(MCU)功能。这种在单颗会聚处理器中提供完整VoIP功能的独特功能有利于单一的软件开发环境、加快系统的调试和配置，并降低系统总成本。   

例如，ADSP-BF537 Blackfin处理器系列为VoIP的配置提供了必需的集成度、高性能和低功耗。它具有多个集成的串行端口(可以无缝连接到音频模数转换器和数模转换器)，一个外部存储器控制器，一个并行外围接口(PPI)用于连接液晶显示器或视频编解码器，还有10/100 BaseT的以太网媒体访问控制器(MAC)。如果需要的话，还可以通过外部的存储器接口提供第二个以太网MAC。   

一个完整的通信信道(包括语音和网络协议栈)只占用不到75MHz的处理器带宽。同类的专用VoIP产品通常只有有限的性能而且没有能力增加功能或变化。因为Blackfin处理器具有高达600MHz的性能，所以有足够的处理带宽扩展VoIP产品种类，当多媒体压缩或解压缩等功能需要扩展时。   

对于VoIP应用，基于Blackfin的设计适合于高质量、低通道数量的VoIP解决方案，具有适应增加功能(例如音乐、视频和图像传输以及系统总控制)的处理余量。下面我们来看看可提供的的VoIP产品实例，从开源解决方案到大批量的原始设备制造商(OEM)参考设计。   

Linphone软件   

Blackfin VoIP系统在设计时可以采用基于uClinux操作系统(流行的GNU-Linux操作系统的嵌入式版本)的开源软件。一个这样的GPL许可软件包，称为Linphone软件，它已经将Blackfin处理器连接到uClinux。它基于SIP协议套件，使得该Blackfin参考设计可以与任何兼容SIP的终端通信。在具有合适的SIP服务器和网关设施的公用网络上，该系统甚至可以用于连接一个PSTN结点上的电话。对于语音编码和解码，目前的Linphone软件在Blackfin的实现支持G.711(A律和μ率)，GSM和Speex。   

Blackfin Linphone参考设计中采用的主要组成部分如下：   

1. Linux TCP/IP网络协议栈：包括必需的传输和控制协议，例如TCP和UDP。   
2. Linphone：主要的VoIP应用软件，包括基于Blackfin处理器的G.711和GSM编解码器实现。对于台式PC有图形用户界面(GUI)，对于非图形化的嵌入式系统，有简单的命令行应用软件。   
3. oRTP：为Linphone开发的RTP协议栈实现，经LGPL许可发布。   
4. oSIP：SIP协议的线程安全实现，经LGPL许可发布。   5. Speex：Speex编解码器的开源参考代码实现。对定点Speex实现的Blackfin专用优化已经送回到主线代码分支。

图6：Blackfin BRAVO宽带音频视频通信参考设计功能框图。

Unicoi系统基于Blackfin处理器的Fusion语音网关   

Fusion语音网关(见图5)是Unocoi系统中完整的语音网关和终端适配器参考设计。Fusion语音网关具有路由器功能和全功能的SIP电话，运行在单内核的Blackfin处理器上，它使得终端适配器可以迅速面市。   

Fusion语音网关是具有市场上最低的原材料(BOM)成本，但是具有鲁棒性功能，包括G.168回声消除和多种G.7xx语音编解码器。Fusion参考设计还包括了全功能电话和路由器功能，集成了9个路由器，1个四端口的以太网交换端口和VoIP网关功能。   

Blackfin BRAVO VoIP参考设计   

ADI公司的Blackfin BRAVO VoIP和可视电话参考设计是完整的系统解决方案，适合OEM用于建立高级功能、高性能、低成本的VoIP台式电话、可视电话和电话适配器。这些设计包括了适合VoIP应用的完整软件套件，它们都可以通过一整套定制的应用程序接口(API)来控制)以及对内核系统功能的控制。   

对于音频应用，这些设计支持多种G.7xx音频编解码器，G.168标准的网络回声消除，以及用于增强音频清晰度的声学回声消除。此外，设计中还包括了RF收发器以便提供无线音频功能。这些设计都支持H.323和SIP的两种软件协议栈。   

在视频前端，BRAVO宽带音频视频通信参考设计可提供高达30fps的彩色CIF格式视频，包括支持ITU标准H.263和H.264视频编解码、画中画、高分辨率图形覆盖、透明和色度控键，以及抗闪烁滤波等。