基于RISC架構的可視電話平臺設計

　　1.引言

　　對于重親情和友情的中國人來講，可視電話是普通百姓盼望已久的通信方式。可視電話是集通信技術、計算機技術、音視頻處理技術等為一體的產(chǎn)品，是信息技術發(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機的可視電話；另一種是脫離PC的一體化可視電話；從信號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在中國已經(jīng)發(fā)展了幾十年，是目前覆蓋最廣、最為經(jīng)濟、群眾基礎最為廣泛的的通信網(wǎng)。因此在PSTN網(wǎng)絡上實現(xiàn)簡易便于推廣的可視電話仍然有很強的現(xiàn)實意義。

　　我國基于PSTN可視電話的標準是依據(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架構的方案，系統(tǒng)構成復雜。本文提出一種新的基于RISC架構嵌入式平臺的可視電話，實現(xiàn)了系統(tǒng)構成簡單的無線可視電話。該方案可開發(fā)出獨立的可視電話終端，并可用于通信，監(jiān)控等領域。

　　2.H.324協(xié)議簡介

　　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 復用/解復協(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［1］。

圖-1 H.324 協(xié)議框圖

　　在PSTN 網(wǎng)絡上傳輸?shù)痛a率的音視頻信息必須進行壓縮編碼，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，支持用于視頻會議和視頻電話應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 組織針對電話帶寬的語音信號推出的一種雙速率語音編解碼標準，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)硬件平臺構成

圖-2 系統(tǒng)硬件架構

　　整體硬件架構圖如圖-2 所示。

　　（1） 系統(tǒng)的核心為基于RISC 架構的ARM 處理器S3C2440.該處理器韓國三星電子推出的一個16/32-bit RISC 小型高性能微處理器。采用速度最高可達533MHz 的ARM920T 內(nèi)核， 可提供面向普通系統(tǒng)外設的各種功能，因此不需增加額外器件，在降低系統(tǒng)復雜度的同時，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 卡插槽等附加設備。該處理器性能強大，能夠滿足H.263 編解碼以及G.723.1 編解碼的運算要求�？蓞⒁妳⒖嘉墨I［9］。

　　（2） 系統(tǒng)的視頻采集部分：采用30 萬像素的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 控制器對視頻數(shù)據(jù)進行采集，并采用IIC 總線對其進行配置曝光時間，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。在本設計中，利用處理器的液晶數(shù)據(jù)接口對液晶屏幕的對其進行配置顯示格式，并利用SDRAM 作為顯示存儲區(qū)域，利用S3C2440A 集成的LCD 控制器對液晶屏幕進行輸出顯示。

　�。�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 進行數(shù)據(jù)的傳輸，并可以通過L3-BUS設置其采集速率，增益等。

　�。�5） 與PSTN 網(wǎng)絡接口部分：為實現(xiàn)在PSTN 網(wǎng)絡上傳輸數(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)絡接口�？蓞⒁妳⒖嘉墨I［10］

　　（6） 系統(tǒng)存儲部分：內(nèi)存采用型號為IS42S32200 的SDRAM，芯片的容量大小為8MBYTE，用于運行軟件系統(tǒng)。程序存儲采用SST39VF320X，該芯片為NOR型FLASH 用于存儲程序，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。