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VoIP解決方案中的處理器選擇

2008/11/03

  隨著VoIP在企業(yè)語音通信市場繼續(xù)取代模擬電話,在住宅環(huán)境和中小型企業(yè)(SMBs)里也迅速采用了該技術。VoIP的優(yōu)勢,比如多線路、使用廉價數(shù)字介質(zhì)語音通信系統(tǒng)以及顯著降低了通信速率,不僅對大企業(yè),對較小的客戶都有相當?shù)奈。隨著VoIP設備、手持機、IPPBXs和網(wǎng)關等設備需求的持續(xù)增長,對更高聲音質(zhì)量的要求顯然成為首要考慮,市場反饋已經(jīng)表明,如果VoIP比典型的POTS(普通老式電話服務)的品質(zhì)更低,則主流顧客不會轉向VoIP。VoIP硬件開發(fā)商的挑戰(zhàn)是選擇一種平臺,在系統(tǒng)性能和總的材料清單(BOM)成本上實現(xiàn)恰當?shù)慕Y合,為競爭激烈的市場中提供一種成功的解決方案。 VoIP系統(tǒng)中的核心處理器是設計中的關鍵部件,在很大程度上影響處理的語音質(zhì)量、特性集合和材料清單。本文將從多個層面考查VoIP的硬件需求和選擇有效方法時又必須考慮的折衷。

  VoIP應用對處理器要求

  VoIP硬件產(chǎn)品開發(fā)商需要面對的主要問題與特性集合、語音質(zhì)量、產(chǎn)品費用、研制計劃,以及設計的可擴展性有關。理想的方式是開發(fā)出一個公共的硬件/軟件平臺,以能夠滿足多個不同的產(chǎn)品。然而,每個終端設備(IP電話、IAD (集成接入設備),家用網(wǎng)關和IP-PBX)都有不同的要求,選擇滿足所有這些要求的處理器平臺就是一個很大的挑戰(zhàn)。多數(shù)終端設備生命周期非常短,很快就會被具有新性能或不同特性的新版本取代,這種趨勢就需要有一種方法,使其具備更大的靈活性,而且有助于快速設計,該方法確保將新產(chǎn)品的上市時間減到最小。

  以下表格介紹了可選用的VoIP硬件工作平臺。所有這些方案都針對具有已知性能等級和合成語音質(zhì)量的產(chǎn)品權衡了使用的材料成本清單、設計靈活性、研制計劃和上市時間! 

  基于關鍵決策標準的VoIP設備處理器比較

  不同的方法都有各自的優(yōu)勢和缺點,所作的決定必須考慮產(chǎn)品和市場優(yōu)先順序;谖⒖刂破鞯钠脚_為嵌入式設計人員提供一種熟悉和便宜的方法,也提供了友好的開發(fā)環(huán)境,其本身也是典型的低成本,且能簡易處理IP包。然而,對于語音編碼/解碼、回聲消除信號處理等方面的處理,微控制器不是一個很好的選擇,它對于VoIP產(chǎn)品的演化是一個有限的平臺。DSP架構更擅長數(shù)據(jù)流處理,這對于語音處理更容易。基于這個原因,設計中加入DSP就更有道理,這使分配給處理器的處理任務更適合執(zhí)行。但這會使材料清單有所增加,不僅僅是增加額外處理器,同時需要更多的存儲器和外設。而多芯片(無論是MCU加DSP,還是MCU加ASIC)都將增加更多的材料清單,以及更多的工作量。

  專用的、功能固定的硬件是另外一種方法,它對設計靈活性有明顯的負面影響,如果是定制芯片設計,還有NRE(一次性工程費用)和上市時間方面的影響。如果是商業(yè)上可用的ASSP(特定應用標準產(chǎn)品),設計差異化產(chǎn)品的能力將受到明顯的影響。另外一種較好的方式是搭建或購買在單芯片上集成了MCU和DSP的SOC,這能減少產(chǎn)品封裝數(shù)量,在靈活性上有一定的損失,但提供了可編程能力。MCU和DSP程序可以運用到不同的目標應用中。

  討論的最后一個方法是使用單個“匯聚”的處理器來處理控制邏輯和語音引擎!皡R聚”處理器,就是指在獨立的DSPs領域具有信號處理性能的單個處理器。不同的MCU制作商都集成了某些信號處理功能,比如指令集擴展和在MCU核上有MAC單元,但這種方法缺乏為高性能信號處理所需要的根本結構基礎,來處理先進的語音質(zhì)量增強,比如高性能的回聲消除器和噪聲抑制。

  ADI公司的Blackfin處理器在信號和控制程序執(zhí)行方面具備很高的性能,符合“匯聚”處理器標準。由于“匯聚”處理滿足VoIP硬件平臺中所有的關鍵性成功因素,具有明顯的領先優(yōu)勢,因此,本文余下的部分將就這種方法展開討論。

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