基于DSP的H.324終端實現

　　目前在H.324系統的研制和開發中，普遍采用了兩種方式：一種是開發純軟件的H.324系統，即基于PC的系統；另外一種方案是采用可編程的視頻信號處理器來實現H.324系統的功能。后一種方法具有很大的靈活性，并可在同一硬件平臺上開發出不同的應用程序。本文所提出的方案正是一種基于可編程的數字信號處理芯片的實現方法。這種方案可開發出獨立機型的可視電話終端，并且可以將該系統應用于通信、監控等領域。

　　1 H.324終端的功能元素

　　H.324建議規定了系統的一些功能要素。H.324終端配置及其外圍要素如圖１所示，包括終端I/O設備、Modem、GSTN網、MCU和其他系統操作實體，H.324的實現中并不要求每一功能元素都必備。

　　H.324可視電話終端機框架建議包含以下五個方面的內容：

　　·H.263/H.361 視頻編解碼

　　·H.223 信道復用/解復用

　　·H.245 系統控制

　　·G.723.1 音頻編解碼

　　·V.34 調制解調器?Modem

　　H.324終端中多媒體信息流分為視頻、音頻、數據和控制流幾個部分：

　　?1?視頻流是傳輸彩色活動圖像的連續的碼流。在傳輸過程中，視頻流的比特率要根據音頻和數據信道的需求而變化。

　　?2?音頻流是實時的，但在接收端處理時可能進行適當的延遲以維持和視頻流的同步。為降低音頻流的平均比特率，可采用語音激活方式工作。

　　?3?數據流可以表示靜止圖像、傳真、文獻、計算機文件、未定義的用戶文件和其他數據流。

　　?4?控制流在對等端之間傳送控制命令和指示。終端到Modem的控制服從V.25ter建議（使用外部Modem通過一個單獨的物理接口相連）。終端到終端的控制服從H.245建議。

　　2 H.324終端實現方案

　　H.324只是一個框架協議，實現該系統有很多種方式?？梢愿鶕﨟.324標準設計專用電路。這種方式雖然具有處理速度快，應用方便等特點，但是這種方式具有很大的局限性。因為一種專用電路只能針對特定的功能設計，具有開發成本高，不易改進功能等缺點。目前已有的或是正在開發的產品中，普遍采用了純軟件即基于計算機的方式，或是采用可編程數字信號處理器來實現，或是將兩種方式結合起來開發實現H.324系統。本文作者開發的系統主要是利用W90K系列芯片實現的，即采用可編程的數字信號處理器來實現。圖2是基于W90210終端的原理框圖。

　　該開發板分為視頻編解碼模塊、音頻編解碼模塊、碼流復用及系統控制模塊、視頻顯示模塊、調制解調器模塊。這些模塊加上視頻顯示和聲音輸入回放等外圍設備，共同完成H.324可視電話功能。

　　·視頻編解碼芯片W9960 該芯片主要完成視頻編解碼功能。該芯片特別適于完成H.263/H.261功能，能完成CIF、QCIF、SQCIF等格式的編碼。固化在該芯片中的是標準的H.263視頻編解碼程序，可以工作在非限制運動矢量和PB幀模式。開發板上的復用控制芯片控制該編解碼器的啟動、停止以及編解碼模式轉換。W9960有數字視頻接口，可以支持數字攝像機輸入。另外該芯片還有PCI接口用于和開發板主CPU與顯示模塊交換數據。

　　·音頻編解碼芯片CT8020 該芯片完成音頻編解碼功能。芯片中有G.723.1微代碼，它可以將音頻原始數據（16bit?8ｋHz）編碼成為G. 723.1數據幀并可以將G. 723.1數據幀解碼成為音頻原始數據。以CT8020為核心的音頻編解碼模塊及其外圍設備可以接收語音輸入編碼并接收G. 723.1碼流解碼后回放。該模塊輸出碼流可以工作在6.3Kbit、5.3Kbit。該模塊的初始化和工作啟動停止以及工作模式的改變可以通過調用其API函數來實現。

　　· 視頻顯示模塊 該模塊主要由W9971及其外圍設備組成。該模塊接收輸入的數字化圖像信號以顯示本地圖像，或是接收W9960解碼后的數據以顯示遠端圖像。W9971芯片還可以管理顯示模式，如圖像的大小、位置、色調、對比度等。

　　·視頻輸入模塊 該模塊主要由數字攝像機或是由模擬攝像機和SAA7111芯片組成。SAA7111的功能是將模擬攝像機的輸入圖像信號轉換為數字圖像信號，該信號輸入到視頻顯示模塊用于顯示本地圖像，同時該信號也輸入到視頻編解碼模塊，該信號被編碼后經復用傳輸到遠端。

　　·調制解調器模塊 該模塊主要是完成語音輸入以及調制功能。

　　·復用控制模塊 該模塊是整個終端的核心，主要由芯片W90210及其存儲器組成。該模塊的主要功能是完成板上各個功能模塊的初始化，接收音頻編解碼模塊輸出的碼流以及視頻編解碼模塊輸出的碼流，并將這些碼流及系統控制信息根據H.223標準復用后經調制解調器調制后在GSTN網絡上傳輸。該模塊更為重要的功能是控制整個板上各個功能模塊的運行，H.324系統中規范的H.229及H.245協議的功能也在本模塊中實現。

　　3 終端軟件的開發

　　本終端是在可嵌入式實時操作系統Supertask下開發實現的。其中硬件和操作系統以及開發的應用程序的關系如圖3所示。

　　圖3所示的是本文中的H.324終端的軟件和硬件關系框圖。開發硬件平臺的系列硬件處于系統的底層，由SuperTask實時操作系統對其管理。在操作系統的基礎上開發了硬件的驅動函數，如音頻和視頻編解碼器的驅動函數以及輸入/輸出模塊的驅動函數，這些函數可供開發應用系統時調用。上述終端中的軟件正是在這些驅動函數的基礎上，利用操作系統的服務來開發完成的。

　　H.324終端應用系統軟件

　　在SuperTask實時操作系統中?將H.324終端系統從功能上劃分為幾個獨立的任務?從整體上將各個任務連接成為一個完整的系統。圖4是各個任務之間的關系。