SDA80D51的以太网电话机的设计VIP免费

基于SDA80D51的以太电话机的设计一、引言随着互联网技术的不断发展，VoIP(VoiceoverIP)技术已经成为语音通信技术领域的一个强有力的竞争者。VoIP是利用网络作为传输载体实现语音通信的技术，以太电话机则是以VoIP为基础实现的语音通信终端。在未来的几年内，IP电话必将在电信市场占到举足轻重的地位，对以太电话机的研究是符合市场需求并具有巨大的市场潜力和发展前景。以太电话机价格相对昂贵和话音质量方面的问题是目前开发工作的重点。本设计是基于德国Infineon公司的SDA80D51芯片实现的，因为芯片的选择和设计上的巧妙，使该话机具有集成度高、结构简单、成本低等特点，具有较高推广价值。二、硬件设计话机采用SDA80D51芯片和以太网接口芯片RTL8019AS实现。由于采用了高集成的SDA80D51芯片，使系统硬件电路结构简单，整体硬件成本低廉、集成度较高。1、SDA80D5l英飞凌公司生产的SDA80D51芯片是一种具有特殊结构的微处理器，是将16位DSP和增强型微处理器(8051微处理器的扩展版本)高度集成，并同时集成有模／数转换单元(ADC与DAC)，面向语音处理的专用芯片。芯片同时提供有一个内存控制单元MMU和片上104kb的RAM。它具有程序和数据分开的总线结构，流水线操作功能，单周期硬件乘法器和适合数字信号处理的高效指令集。此芯片的C编译能力很强，汇编出的目标代码效率会更高。正是此芯片高度集成后具备的强大功能和其相对低廉的价格，使其成为设计此系统的首选。SDA80D51的基本结构如图1所示，由其组成单元来看，实现三种主要功能，即语音压缩(DSP)、系统管理及信令控制(8051微处理器)、语音编码(CODEC)。语音信号在芯片集成的语音采样接口模块进行A／D和D／A转换，语音的压缩处理则由DSP模块进行，但传输的语音数据打包是由这个C51模块完成的。编解码压缩处理后由控制模块进行对语音的接收发送控制，同时主控模块还要完成对整个系统控制工作。图1SDA80D51工作原理示意图2、网络接口控制模块网络接口控制模块采用Realtek公司的具有高度集成化的以太网控制芯片RTL8019AS。这一芯片具有很多优点，已广为采用。它与NE2000兼容，支持8位、16位数据总线；全双工，收发可同时达到10Mbps，有睡眠模式，可有效地降低功耗；内置16kb的SRAM用于收发缓冲，可减轻主处理器在速度上的压力；可选择连接同轴电缆和双绞线，并可自动检测所连接的介质。系统使用RTL8019AS来实现以太网媒介访问层(MAC)和物理层(PHY)的功能，包括MAC数据帧的收发，地址识别，CRC编码校验，超时重传，链路完整性测试，信号极性检测纠正等。主处理器在RTL8019AS的外部总线上读写MAC帧。其中，接收控制器用于将接收的串行数据拼成字节送到CRC校验单元，发送控制器则是将送来的字节送到CRC编码单元并逐个按位移出；CRC逻辑在接收时对输人的数据进行CRC校验，发送时对帧数据产生CRC校验序列，并附加在数据尾传递；地址识别逻辑对接收帧的目的地址与预先设置的本地物理地址进行比较，如不符合要求则拒收。RTL8019AS还使用内部存储缓冲器对与核心控制单元数据交换进行缓冲，以优化系统的数据传输速度。3、其它电路设计考虑到协议代码的存储需求，使用一块FLASH作为扩展存储单元存放代码，同时还设计了拨号键盘到核心控制单元的控制电路。硬件的设计还可以根据不同的需求，进行相应的调整，以实现其它的增值业务功能。三、软件设计系统的软件是基于SDA80D51设计开发的。话机软件结构框图2如下：图2以太电话机软件框图系统软件开发以C51的C语言编程为主，对占用系统资源比较大的部分使用汇编语言来完成。程序开发主要完成网络接口控制、TCP／IP协议栈、RTP／RTCP、H.323协议栈、语音编解码和主控程序这6部分。1、TCP／IP协议栈的实现通常编程环境中，TCP／IP协议栈的功能是基于操作系统中相应的socket机制实现的，像以太话机这种嵌入式系统，考虑到操作系统占用资源太大，一般不采用任何操作系统。这样，只能由用户编程来完成任务调度、存储器管理和TCP／IP协议栈等功能。在协议栈开发时，充分考虑了资源有限，在保证实现以太电话正常工作的前提下，从两个方面进行了TCP／IP协议栈的优化，从而使开发得到的协议栈程序代码最少，RAM...