基于RISC架构的可视电话平台设计

　　1.引言

　　对于重亲情和友情的中国人来讲，可视电话是普通百姓盼望已久的通信方式。可视电话是集通信技术、计算机技术、音视频处理技术等为一体的产品，是信息技术发展的方向。目前可视电话从产品类型上分主要有两种：一种是基于PC机的可视电话；另一种是脱离PC的一体化可视电话；从信号传输线路上分主要有：基于ISDN，ADSL等的宽带可视电话和基于PSTN的窄带可视电话。PSTN在中国已经发展了几十年，是目前覆盖最广、最为经济、群众基础最为广泛的的通信网。因此在PSTN网络上实现简易便于推广的可视电话仍然有很强的现实意义。

　　我国基于PSTN可视电话的标准是依据ITU-T H.324制定的。目前市面上所有的PSTN可视电话基本采用MCU+专用ASIC芯片来实现H.324协议所要求的音视频编码以及协议控制，或者处理器+DSP架构的方案，系统构成复杂。本文提出一种新的基于RISC架构嵌入式平台的可视电话，实现了系统构成简单的无线可视电话。该方案可开发出独立的可视电话终端，并可用于通信，监控等领域。

　　2.H.324协议简介

　　图-1 为H.324 协议的框图，图中框内为建议H.324 协议范围。建议内容主要包括H.263/H.261 视频编解码协议、G.723 音频编解码协议、V.14 数据协议、H.223 复用/解复协议、H.245 控制协议以及Modem（控制协议）等，可参见参考文献［1］。

图-1 H.324 协议框图

　　在PSTN 网络上传输低码率的音视频信息必须进行压缩编码，在H.324 协议中，音视频编解码是核心内容之一H.263 是由ITU 定义，支持用于视频会议和视频电话应用程序的视频编解码。H.263 基于H.261 编码发展而来，是特别面向低码率的视频编码而设定，能在最低带宽为 20K 到 24Kbit/sec 上传输的视频流。G.723.1 是ITU 组织针对电话带宽的语音信号推出的一种双速率语音编解码标准，最低能以5.3Kbps 的速率传输音频流。

　　3. 基于ARM处理器S3C2440A系统硬件平台构成

图-2 系统硬件架构

　　整体硬件架构图如图-2 所示。

　　（1） 系统的核心为基于RISC 架构的ARM 处理器S3C2440.该处理器韩国三星电子推出的一个16/32-bit RISC 小型高性能微处理器。采用速度最高可达533MHz 的ARM920T 内核， 可提供面向普通系统外设的各种功能，因此不需增加额外器件，在降低系统复杂度的同时，向终端用户提供Camera 接口、TFT 及STN 液晶显示器的功能及SD/MMC/SDIO 卡插槽等附加设备。该处理器性能强大，能够满足H.263 编解码以及G.723.1 编解码的运算要求。可参见参考文献［9］。

　　（2） 系统的视频采集部分：采用30 万像素的CMOS Camera OV9650ESL.该器件最高能采集1280*1024 的像素阵列，足够满足系统的需求。利用S3C2440A专有的Camera 控制器对视频数据进行采集，并采用IIC 总线对其进行配置曝光时间，白平衡等参数。

　　（3） 系统的显示部分：采用LG 的3.5 寸65K 色TFT 液晶显示屏，该屏幕分辨率为320*240，满足系统需求。在本设计中，利用处理器的液晶数据接口对液晶屏幕的对其进行配置显示格式，并利用SDRAM 作为显示存储区域，利用S3C2440A 集成的LCD 控制器对液晶屏幕进行输出显示。

　　（4） 系统的音频输入输出部分：采用Codec 芯片UDA1341，该音频芯片内部集成ADC 以及DAC，通过接驳MIC，SPEAKER 来组成系统的音频的采集与播放功能。该芯片通过IIS 总线与CPU 进行数据的传输，并可以通过L3-BUS设置其采集速率，增益等。

　　（5） 与PSTN 网络接口部分：为实现在PSTN 网络上传输数据，遵从H.324 协议，采用Conexant 的CX06833.该芯片通过UART 接口与CPU 相连接，并提供PSTN 网络接口。可参见参考文献［10］

　　（6） 系统存储部分：内存采用型号为IS42S32200 的SDRAM，芯片的容量大小为8MBYTE，用于运行软件系统。程序存储采用SST39VF320X，该芯片为NOR型FLASH 用于存储程序，容量大小为4MBYTE.

　　（7） 附件：包括4*4 键盘，以及工作状态显示LED 等。