集成于无线ONU的VoIP语音网关设计和实现

摘要

目前，基于以太网无源光网络(EPON)技术的光纤到户已经得到了广泛的应用。
　　本文以EPON网络中的具有无线接入功能的光网络单元(ONU)为应用对象，对无线ONU中的VoIP语音网关部分的功能设计与软、硬件实现进行系统地研究，主要包括VoIP语音网关模块的硬件设计和实现、嵌入式Linux系统的移植以及AC48802C-C芯片的驱动程序设计等。本文的主要工作如下:
　　1.阐述了EPON接入技术，包括EPON接入网的网络结构、重要参数、性能优势等，对VoIP的工作原理、关键技术以及发展前景做了介绍。在此基础上，论证了在ONU中实现VoIP语音网关的可行性及优越性。
　　2.提出了一种集成于无线ONU的VoIP语音网关的设计方案，并完成了硬件系统的印制电路板设计与制作。该方案的硬件功能由嵌入式处理器芯片、数字信号处理芯片以及用户线电路接口芯片实现。其中，嵌入式处理器芯片选用三星公司出品的S3C2440芯片，数字信号处理芯片选用奥科公司的AC48802C-C，用户线电路接口芯片选用Le88221芯片。S3C2440嵌入式处理器作为整个系统的核心，负责整个嵌入式Linux系统的加载和运行，实现控制管理功能;而数字信号处理芯片AC48802C-C主要负责语音压缩编解码和信令处理的功能。两块芯片通过8位的HPI接口实现信息交换，数字信号处理芯片通过HPI接口操作芯片的内部寄存器，从而达到驱动控制DSP的功能。
　　3.实现了嵌入式Linux系统的移植和AC48802C-C芯片的驱动程序设计。AC48802C-C驱动程序包括硬件驱动层、低阶驱动层和高阶驱动层。硬件层驱动代码通过宏指令和函数定义了嵌入式处理器与AC48802C-C连接的硬件接口;低阶层驱动代码实现了嵌入式控制器与AC48802C-C之间的通信接口;高阶层驱动代码实现了上位机软件与AC48802C-C之间的通信与控制。此外，本文在PC平台上对VoIP的呼叫过程进行了软件实现，并利用抓包软件对会议初始化协议(SIP)进行了分析。

目录

声明

摘要

英文缩写词注释

第一章 绪论

1．1 研究背景

1．1．1 FTTH介绍

1．1．2 FTTH的实现方式

1．1．3 EPON接入技术概述

1．1．4 EPON接入技术标准

1．2 研究对象

1．2．1 光网络单元(ONU)的架构与功能

1．2．2 VoIP技术原理和总体架构

1．2．3 VoIP协议介绍

1．3 论文结构及本文主要工作

第二章 集成于无线ONU的VoIP语音网关的总体方案

2．1 无线ONU的整体架构和功能

2．2 VoIP语音数字化技术研究

2．2．1 语音的数字化

2．2．2 语音编解码与压缩技术

2．3 VoIP语音网关的硬件设计方案

2．3．1 CPU芯片选型及芯片特性介绍

2．3．2 DSP芯片选型及芯片特性介绍

2．4 VoIP语音网关中DSP芯片的工作模式

2．5 本章小结

第三章 VoIP语音网关的硬件实现

3．1 主控单元--S3C2440及其外围电路的原理图设计

3．2 语音处理模块

3．2．1 DSP芯片AC48802C-C

3．2．2 DSP芯片AC48802C-C及其外围电路的电路原理图设计

3．3 融合VoIP语音网关的无线ONU印刷电路板实物图

3．4 本章小结

第四章 VoIP语音网关的系统移植和驱动程序设计

4．1 Bootloader的移植

4．1．1 Bootloader的概念和功能

4．1．2 针对项目开发板的U-Boot的移植

4．2 移植Linux内核和根文件系统

4．2．1 Linux内核移植

4．2．2 构建Linux根文件系统

4．3 DSP芯片AC48802C-C的驱动程序的设计和实现

4．3．1 基于Linux的设备驱动程序

4．3．2 AC48802C-C的驱动程序的设计和实现

4．4 本章小结

第五章 VoIP语音网关中的SIP协议测试

5．1 测试环境

5．2 VoIP呼叫过程和SIP协议分析

5．3 本章小结

第六章 结论与展望

6．1 全文总结

6．2 研究展望

参考文献

致谢

攻读学位期间获得的学术成果目录