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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(chǎng)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(shù)。VoIP的優(yōu)勢(shì)，比如多線路、使用廉價(jià)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(duì)大企業(yè)，對(duì)較小的客戶都有相當(dāng)?shù)奈�。隨著VoIP設(shè)備、手持機(jī)、IPPBXs和網(wǎng)關(guān)等設(shè)備需求的持續(xù)增長，對(duì)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（普通老式電話服務(wù)）的品質(zhì)更低，則主流顧客不會(huì)轉(zhuǎn)向VoIP。VoIP硬件開發(fā)商的挑戰(zhàn)是選擇一種平臺(tái)，在系統(tǒng)性能和總的材料清單（BOM）成本上實(shí)現(xiàn)恰當(dāng)?shù)慕Y(jié)合，為競(jìng)爭激烈的市場(chǎng)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(shè)計(jì)中的關(guān)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(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(yīng)用對(duì)處理器要求

　　VoIP硬件產(chǎn)品開發(fā)商需要面對(duì)的主要問題與特性集合、語音質(zhì)量、產(chǎn)品費(fèi)用、研制計(jì)劃，以及設(shè)計(jì)的可擴(kuò)展性有關(guān)。理想的方式是開發(fā)出一個(gè)公共的硬件/軟件平臺(tái)，以能夠滿足多個(gè)不同的產(chǎn)品。然而，每個(gè)終端設(shè)備(IP電話、IAD (集成接入設(shè)備)，家用網(wǎng)關(guān)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(tái)就是一個(gè)很大的挑戰(zhàn)。多數(shù)終端設(shè)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(shì)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(shè)計(jì)，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(tái)。所有這些方案都針對(duì)具有已知性能等級(jí)和合成語音質(zhì)量的產(chǎn)品權(quán)衡了使用的材料成本清單、設(shè)計(jì)靈活性、研制計(jì)劃和上市時(shí)間�！　�

　　基于關(guān)鍵決策標(biāo)準(zhǔn)的VoIP設(shè)備處理器比較

　　不同的方法都有各自的優(yōu)勢(shì)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(tái)為嵌入式設(shè)計(jì)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(duì)于語音編碼/解碼、回聲消除信號(hào)處理等方面的處理，微控制器不是一個(gè)很好的選擇，它對(duì)于VoIP產(chǎn)品的演化是一個(gè)有限的平臺(tái)。DSP架構(gòu)更擅長數(shù)據(jù)流處理，這對(duì)于語音處理更容易。基于這個(gè)原因，設(shè)計(jì)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(zhí)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(chǔ)器和外設(shè)。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(duì)設(shè)計(jì)靈活性有明顯的負(fù)面影響，如果是定制芯片設(shè)計(jì)，還有NRE（一次性工程費(fèi)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(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品），設(shè)計(jì)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(yùn)用到不同的目標(biāo)應(yīng)用中。

　　討論的最后一個(gè)方法是使用單個(gè)“匯聚”的處理器來處理控制邏輯和語音引擎�！皡R聚”處理器，就是指在獨(dú)立的DSPs領(lǐng)域具有信號(hào)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(hào)處理功能，比如指令集擴(kuò)展和在MCU核上有MAC單元，但這種方法缺乏為高性能信號(hào)處理所需要的根本結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，來處理先進(jìn)的語音質(zhì)量增強(qiáng)，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(hào)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(biāo)準(zhǔn)。由于“匯聚”處理滿足VoIP硬件平臺(tái)中所有的關(guān)鍵性成功因素，具有明顯的領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)，因此，本文余下的部分將就這種方法展開討論。

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