VoIP解决方案中的处理器选择

 随着VoIP在企业语音通信市场继续取代模拟电话，在住宅环境和中小型企业(SMBs)里也迅速采用了该技术。VoIP的优势，比如多线路、使用廉价数字介质语音通信系统以及显著降低了通信速率，不仅对大企业，对较小的客户都有相当的吸引力。随着VoIP设备、手持机、IPPBXs和网关等设备需求的持续增长，对更高声音质量的要求显然成为首要考虑，市场反馈已经表明，如果VoIP比典型的POTS(普通老式电话服务)的品质更低，则主流顾客不会转向VoIP。VoIP硬件开发商的挑战是选择一种平台，在系统性能和总的材料清单(BOM)成本上实现恰当的结合，为竞争激烈的市场中提供一种成功的解决方案。 VoIP系统中的核心处理器是设计中的关键部件，在很大程度上影响处理的语音质量、特性集合和材料清单。本文将从多个层面考查VoIP的硬件需求和选择有效方法时又必须考虑的折衷。

　　VoIP应用对处理器要求

　　VoIP硬件产品开发商需要面对的主要问题与特性集合、语音质量、产品费用、研制计划，以及设计的可扩展性有关。理想的方式是开发出一个公共的硬件/软件平台，以能够满足多个不同的产品。然而，每个终端设备(IP电话、IAD (集成接入设备)，家用网关和IP-PBX)都有不同的要求，选择满足所有这些要求的处理器平台就是一个很大的挑战。多数终端设备生命周期非常短，很快就会被具有新性能或不同特性的新版本取代，这种趋势就需要有一种方法，使其具备更大的灵活性，而且有助于快速设计，该方法确保将新产品的上市时间减到最小。

　　以下表格介绍了可选用的VoIP硬件工作平台。所有这些方案都针对具有已知性能等级和合成语音质量的产品权衡了使用的材料成本清单、设计灵活性、研制计划和上市时间。

　　基于关键决策标准的VoIP设备处理器比较

　　不同的方法都有各自的优势和缺点，所作的决定必须考虑产品和市场优先顺序。基于微控制器的平台为嵌入式设计人员提供一种熟悉和便宜的方法，也提供了友好的开发环境，其本身也是典型的低成本，且能简易处理IP包。然而，对于语音编码/解码、回声消除信号处理等方面的处理，微控制器不是一个很好的选择，它对于VoIP产品的演化是一个有限的平台。DSP架构更擅长数据流处理，这对于语音处理更容易。基于这个原因，设计中加入DSP就更有道理，这使分配给处理器的处理任务更适合执行。但这会使材料清单有所增加，不仅仅是增加额外处理器，同时需要更多的存储器和外设。而多芯片(无论是MCU加DSP，还是MCU加ASIC)都将增加更多的材料清单，以及更多的工作量。

　　专用的、功能固定的硬件是另外一种方法，它对设计灵活性有明显的负面影响，如果是定制芯片设计，还有NRE(一次性工程费用)和上市时间方面的影响。如果是商业上可用的ASSP(特定应用标准产品)，设计差异化产品的能力将受到明显的影响。另外一种较好的方式是搭建或购买在单芯片上集成了MCU和DSP的SOC，这能减少产品封装数量，在灵活性上有一定的损失，但提供了可编程能力。MCU和DSP程序可以运用到不同的目标应用中。

　　讨论的最后一个方法是使用单个“汇聚”的处理器来处理控制逻辑和语音引擎。“汇聚”处理器，就是指在独立的DSPs领域具有信号处理性能的单个处理器。不同的MCU制作商都集成了某些信号处理功能，比如指令集扩展和在MCU核上有MAC单元，但这种方法缺乏为高性能信号处理所需要的根本结构基础，来处理先进的语音质量增强，比如高性能的回声消除器和噪声抑制。

　　ADI公司的Blackfin处理器在信号和控制程序执行方面具备很高的性能，符合“汇聚”处理器标准。由于“汇聚”处理满足VoIP硬件平台中所有的关键性成功因素，具有明显的领先优势，因此，本文余下的部分将就这种方法展开讨论。