基于G.729A的嵌入式IP电话终端的设计与实现
针对第三代IP电话的技术现状和发展趋势,本论文提出了一种新型的嵌入式IP电话终端解决方案,并完成了该终端的核心部分,语音编解码器的设计与实现.该语音编解码器的硬件基于TMS320VC5410,编解码算法遵循ITU-T G.729A协议,能够实现语音信号的采集/回放、编码/解码以及同嵌入式CPU通信等功能,在8kbit/s的码率下能够提供获得良好的语音质量.现有的G.729A定点算法大都是针对通用计算机编写的,没有考虑算法的实时性问题.因此需要根据DSP的结构特点,对算法进行优化.在对ITU-T提供的G.729A标准C源代码进行测试时发现,一些单次调用消耗运算量不大的基本运算,往往被调用几千次,消耗了整个算法运算量的90﹪以上.采用了内联函数和宏语言相结合的方法对这些基本运算进行了优化,优化后G.729A编码器的计算复杂度由530MIPS降低到94MIPS.这一步是整个算法优化的关键.接着,采用DSPLIB库函数对算法中的数字信号处理函数进行了优化,根据DSP的结构特点,改写了部分循环和判断转移语句,最终整个算法的计算复杂度降低到30MIPS,完全满足实时要求.整个优化过程始终着眼于底层函数的优化,没有把主要精力放在固定码本搜索、自适应搜索等单次调用耗时较大的算法上.实践表明,本文提出的自底向上的优化方法,效果良好,优化迅速,对其他算法的优化也有借鉴意义.提出了"DSP+嵌入式CPU"的IP语音终端解决方案,并给出了IP电话编解码器的系统构架和芯片选型.在电路模块分析中,重点介绍了电源环境的构建、语音信号采集/回放(A/D、D/A)模块的设计、DSP与嵌入式CPU通信接口设计以及DSP核心部分设计,并给出了在原理图设计、制板与调试过程中总结的经验.最后,详细介绍了IP电话编解码器软件的设计,主要有系统自举启动设计、DSP芯片初始化、TLC320AD50C驱动程序设计以及系统软件流程设计等.
IP电话终端;语音编解码器;DSP;嵌入式CPU;ITU-T G.729A
河北工业大学
硕士
微电子学与固体电子学
赵晓群;王霞
2004
中文
TN916.1
63
2005-07-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）