前言

　　實(shí)用以太網(wǎng)電話機(jī)的設(shè)計(jì)目的，是希望用撥打傳統(tǒng)電話的方法在以太網(wǎng)上進(jìn)行電話交換，而網(wǎng)絡(luò)上不增添任何的網(wǎng)關(guān)、服務(wù)器、多點(diǎn)控制單元等設(shè)備。這樣，只要把以太網(wǎng)電話機(jī)通過RJ45插口接入以太網(wǎng)，就可以撥號(hào)呼叫在同一網(wǎng)絡(luò)上的另一臺(tái)以太網(wǎng)電話機(jī)并進(jìn)行雙向通話。由于電話語音數(shù)據(jù)不經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)專用設(shè)備的處理直接發(fā)給對(duì)方，還可縮短語音的網(wǎng)絡(luò)傳輸延遲時(shí)間。以太網(wǎng)電話機(jī)成本低廉，使用方便，通話免費(fèi)，適合已建有局域網(wǎng)的中小型企事業(yè)單位應(yīng)用。

　　目前的許多商品化VoIP系統(tǒng)，其技術(shù)建立在ITU(國(guó)際電信聯(lián)盟)的H.323系列標(biāo)準(zhǔn)或IETF(互聯(lián)網(wǎng)工程任務(wù)組)制訂的SIP協(xié)議基礎(chǔ)上。這些VoIP系統(tǒng)功能強(qiáng)大、互聯(lián)性能好，適用于電信服務(wù)或大中型企業(yè)使用，但面面俱到的標(biāo)準(zhǔn)體系和昂貴的專用設(shè)備價(jià)格使這些系統(tǒng)在普通的局域網(wǎng)中難以得到普遍應(yīng)用。而流行的PC機(jī)語音聊天或語音會(huì)議技術(shù)，則必須要有PC機(jī)來起到網(wǎng)絡(luò)語音終端的作用，顯然不如使用電話機(jī)方便和經(jīng)濟(jì)。

　　以太網(wǎng)電話機(jī)的話音傳輸和交換技術(shù)直接基于TCP/IP協(xié)議的底層協(xié)議，使得語音信號(hào)能夠以UDP數(shù)據(jù)包的形式在網(wǎng)絡(luò)上暢通傳輸;而上層應(yīng)用協(xié)議則仿照傳統(tǒng)電話機(jī)的使用模式來建立，所以以太網(wǎng)電話機(jī)的使用方法完全和普通電話機(jī)一樣。從原理上來講，以太網(wǎng)電話機(jī)類似于Peer to Peer的PC機(jī)語音技術(shù)，但以太網(wǎng)電話機(jī)采用了嵌入式計(jì)算機(jī)技術(shù)，全部電路(含固化軟件)都可以安裝在普通電話機(jī)的機(jī)殼內(nèi)，成本低、性能可靠、實(shí)用性強(qiáng)。

　　硬件方案

　　為了降低成本和縮小印刷電路板的尺寸，以太網(wǎng)電話機(jī)采用基于SOPC(System on Programmable Chip)技術(shù)的硬件方案，把32位嵌入式Nios II處理器和數(shù)字語音處理電路及有關(guān)的控制邏輯電路用一片F(xiàn)PGA芯片來實(shí)現(xiàn)。這樣，只要在FPGA片外再配上存儲(chǔ)器、網(wǎng)絡(luò)芯片、語音編解碼(CODEC)芯片、語音收發(fā)放大器及一些接口電路就可以構(gòu)成功能齊全的以太網(wǎng)電話機(jī)。整機(jī)框圖見圖1，其中粗線框里的電路功能全部由Altera公司的Cyclone系列FPGA 芯片EP1C6Q240來實(shí)現(xiàn)。

 

　　圖1 以太網(wǎng)電話機(jī)框圖

　　處理器及存儲(chǔ)器

　　處理器采用Altera公司在SOPC Builder軟件中提供的Nios II 軟核處理器。

　　處理器外接8MByte的Flash RAM作為程序存儲(chǔ)器，16MByte的SDRAM作為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。存儲(chǔ)器均留有很大的余量，便于以后產(chǎn)品升級(jí)。

　　選定處理器后，在SOPC Builder 軟件中，可以添加存儲(chǔ)器接口、網(wǎng)絡(luò)接口、定時(shí)器、I/O接口、UART接口等，分配地址，設(shè)置中斷等級(jí)。