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VoIP解決方案中的處理器選擇

2008/11/03

　　隨著(zhù)VoIP在企業(yè)語(yǔ)音通信市場(chǎng)繼續取代模擬電話(huà)，在住宅環(huán)境和中小型企業(yè)(SMBs)里也迅速采用了該技術(shù)。VoIP的優(yōu)勢，比如多線(xiàn)路、使用廉價(jià)數字介質(zhì)語(yǔ)音通信系統以及顯著(zhù)降低了通信速率，不僅對大企業(yè)，對較小的客戶(hù)都有相當的吸引力。隨著(zhù)VoIP設備、手持機、IPPBXs和網(wǎng)關(guān)等設備需求的持續增長(cháng)，對更高聲音質(zhì)量的要求顯然成為首要考慮，市場(chǎng)反饋已經(jīng)表明，如果VoIP比典型的POTS（普通老式電話(huà)服務(wù)）的品質(zhì)更低，則主流顧客不會(huì )轉向VoIP。VoIP硬件開(kāi)發(fā)商的挑戰是選擇一種平臺，在系統性能和總的材料清單（BOM）成本上實(shí)現恰當的結合，為競爭激烈的市場(chǎng)中提供一種成功的解決方案。 VoIP系統中的核心處理器是設計中的關(guān)鍵部件，在很大程度上影響處理的語(yǔ)音質(zhì)量、特性集合和材料清單。本文將從多個(gè)層面考查VoIP的硬件需求和選擇有效方法時(shí)又必須考慮的折衷。

　　VoIP應用對處理器要求

　　VoIP硬件產(chǎn)品開(kāi)發(fā)商需要面對的主要問(wèn)題與特性集合、語(yǔ)音質(zhì)量、產(chǎn)品費用、研制計劃，以及設計的可擴展性有關(guān)。理想的方式是開(kāi)發(fā)出一個(gè)公共的硬件/軟件平臺，以能夠滿(mǎn)足多個(gè)不同的產(chǎn)品。然而，每個(gè)終端設備(IP電話(huà)、IAD (集成接入設備)，家用網(wǎng)關(guān)和IP-PBX)都有不同的要求，選擇滿(mǎn)足所有這些要求的處理器平臺就是一個(gè)很大的挑戰。多數終端設備生命周期非常短，很快就會(huì )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(shí)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(yǔ)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(shí)間。　　

　　基于關(guān)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(diǎn)，所作的決定必須考慮產(chǎn)品和市場(chǎng)優(yōu)先順序。基于微控制器的平臺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(kāi)發(fā)環(huán)境，其本身也是典型的低成本，且能簡(jiǎn)易處理IP包。然而，對于語(yǔ)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(gè)很好的選擇，它對于VoIP產(chǎn)品的演化是一個(gè)有限的平臺。DSP架構更擅長(cháng)數據流處理，這對于語(yǔ)音處理更容易。基于這個(gè)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(wù)更適合執行。但這會(huì )使材料清單有所增加，不僅僅是增加額外處理器，同時(shí)需要更多的存儲器和外設。而多芯片(無(wú)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(zhuān)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(shí)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(mǎi)在單芯片上集成了MCU和DSP的SOC，這能減少產(chǎn)品封裝數量，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(gè)方法是使用單個(gè)“匯聚”的處理器來(lái)處理控制邏輯和語(yǔ)音引擎。“匯聚”處理器，就是指在獨立的DSPs領(lǐng)域具有信號處理性能的單個(gè)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(lái)處理先進(jìn)的語(yǔ)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(mǎn)足VoIP硬件平臺中所有的關(guān)鍵性成功因素，具有明顯的領(lǐng)先優(yōu)勢，因此，本文余下的部分將就這種方法展開(kāi)討論。

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