DSP在日益强大的IP电话功能中占据核心地位

双处理架构

IP电话所使用的DSP类型很大程度上取决于电话的质量。例如，低端电话通常使用单个DSP 即可，因为低端电话无须高级特性集成，也无须支持更高质量服务的灵活性。而中高端IP电话则不然，其需要更多特性集成并提出更高的应用要求，因此最好采用基于DSP的SoC，而且还须支持多个处理内核，其中DSP专门负责语音处理，而通用RISC内核则负责管理和控制系统与用户接口。若只采用单个RISC内核而不使用DSP，效率会非常低，因而要实现与SoC设备相同的功能，就需要更多的MIPS并消耗更多功率。

采用双处理架构有助于IP电话支持高质量HD语音服务，并能灵活地支持各种新型应用，如固定／移动融合、PC／电话集成、更强大的安全算法、电子邮件及生产率工具等。借助专门负责语音处理的DSP内核，IP 电话可轻松支持众多高级语音特性能。例如，我们可在IP电话中集成多个编解码器，而且根据需要可动态部署，从而避免转码工作。



图2 Tms320c5502的结构图

高级编解码器可通过高强度处理压缩算法来减少带宽使用，不管其MIPS要求多高（有的甚至高出2～6倍），均可在DSP内核中轻松执行。DSP内核所采用的其他高级语音处理技术也可能支持实时数字回声消除、扬声器电话应用中的回声消除，并可在同一电话线路上实现多个语音通道的多路复用，以支持电话会议应用要求。事实上，图2所示的架构能同时支持多达4个HD语音通道或6个SD通道。该架构中的RISC内核经过分配，不仅可支持千兆以太网或USB 流量，而且还能支持数据处理资源，满足PC为主的计算机／电话集成等应用需求。

功能强大但功耗较低

IP 电话的型号通常按照功耗加以标示。许多IP电话采用以太网供电(PoE)技术并通过网络来供电。如果部署许多耗电高的IP电话，这样会提高企业的运营成本和，尤其是中小型企业的用电成本会大幅上升。此外，由于手持终端功耗高，散热严重，因此IP电话用户还会面临可靠性问题。

进而言之，通过降低功耗，IP 电话供应商能在工业设计方面获得竞争优势，因为功耗始终是消费类及商业电子产品设计过程中所要考虑的关键因素。预计无绳IP电话将在家庭IP市场中广受欢迎，就像目前的模拟电话一样。如果采用低功耗DSP技术，将不仅能够大幅降低整体功耗，而且还能缩减IP电话的尺寸并简化其设计。例如，使用适当的DSP，我们能大幅缩减所需电池的尺寸，从而让IP电话的工业设计更加美观时尚，满足消费者的时尚外观需求。  

我们选择适当的DSP时，要确保提供最佳的用电优化特性，同时又不致影响高效的处理能力，这是至关重要的。选择DSP时，主要应考虑其是否具备以下特性：快速实时处理能力；较大的片上存储器；内置电源管理功能；数种待机模式。

减少执行所有电话功能所需的处理器周期数是一种降低 IP 电话功耗的有效方法。由于每个处理器周期都会耗电，因此减少其工作周期数有助于大幅降低功耗，这对编解码器等语音处理任务而言尤其重要。充分利用 DSP 的强大实时处理能力，可有效降低功耗。事实上，DSP 执行实时功能所需的处理器周期数不及RISC内核处理同等功能所需周期数的一半。

就简单的节电特性而言，我们可选择一款集成片上存储器的DSP，尽量避免应用DSP片外存储器，以减少其片外存取所需的额外功耗。通过采用较大的片上存储器，片外存储器存取的次数可以大幅降低。此外，由于片外存储器存取消耗的功率非常高，片上存储器的尺寸和功耗等特性对系统的整体功耗非常重要。



图3 TI TNETV1051的结构图

如图3所示，TI的TMS320C55x等几款先进的DSP内置了电源管理功能，可降低IP电话的工作及待机功耗。通过提高对外设的控制，DSP可自动对I/O 接口、外设及存储器等片上与片外资源进行分区。这样当某特定的资源不用或系统某个部分不工作时，就可以将其断电。电话工作时，DSP 的节电达到数百毫瓦，而在电话不工作时，片上系统的节电可达到1W。

支持数种空闲或待机状态的DSP意味着随着时间的推移，节省的电力更多，这对IP电话特别有用，在较长时间闲置情况下尤其有用。设计人员能激活DSP空闲配置，支持CPU、各种外设及片上振荡器的空闲模式。此外，DSP能动态测量其内核电压和频率，并可监控系统状态。因此，如果处理负载降到一定的阈值之下，就能降低自身时钟频率，从而降低功耗。尽管根据具体任务的不同，功耗会有差异，但只要电压和频率降低，增量节能就显得重要了。

DSP在IP电话等众多VoIP设备的部署和推广方面发挥着重要作用。我们甚至可以说，如果没有DSP，VoIP就不能取得今天的发展成绩。随着IP电话市场不断向具有高质量、高清语音等功能的新一代产品发展，实时处理和低功耗特性的独特结合必将使DSP技术成为IP电话的主要推动力。