一種基于fpga的數(shù)字交換機媒體網(wǎng)關(guān)實現(xiàn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種媒體轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)發(fā)的實現(xiàn)方法，尤其涉及一種基于FPGA的數(shù)字交換機媒體網(wǎng)關(guān)實現(xiàn)方法，適合寬、窄帶數(shù)字通信中的媒體轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)發(fā)，尤其是含多種語音模式的終端間的相互連接和對接。
【背景技術(shù)】
[0002]寬窄帶交換系統(tǒng)中，各終端所需要的語音數(shù)據(jù)的編碼格式往往是不一樣的，如車載臺和手持機采用的是一種語音編碼格式，而電話終端可能是其它的語音編碼格式，為了實現(xiàn)各類不同語音編碼格式的終端間的語音通話，就需要對不同語音編碼格式的語音包進行編碼或解碼，使之變成為終端能夠識別的語音編碼模式。
[0003]在以往的交換系統(tǒng)中，不同語音編碼格式的語音包的編碼和解碼都是由軟件來實現(xiàn)的，這就對軟件平臺的性能有著極高的要求，因此其成本也相應(yīng)偏高。而且，軟件處理受到開發(fā)平臺的限制，其處理能力也是相當(dāng)有限的。即便如此，軟件處理的實時處理速度和精度也都遠遠比不上硬件處理的處理速度和精度。
[0004]FPGA(Filed Programmable Gate Array，現(xiàn)場可編程門陣列)芯片在許多領(lǐng)域均有廣泛的應(yīng)用，特別是在通信領(lǐng)域里，由于具有極強的實時性和高速處理能力，使其對信號進行實時處理成為可能。此外，F(xiàn)PGA在性能上具有速率高、功耗低的特點，在成本上價格低廉，而且可能降低復(fù)雜性，便于使用。而且，F(xiàn)PGA是通過面向芯片結(jié)構(gòu)的軟件編程來實現(xiàn)其功能的，因而僅修改軟件而不需要修改硬件平臺就可以改進系統(tǒng)原有設(shè)計方案或原有功能，因而具有極大的靈活性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明的目的是提供一種基于FPGA的數(shù)字交換機媒體網(wǎng)關(guān)實現(xiàn)方法，通過各類DSP完成對不同語音編碼格式的數(shù)據(jù)包的編碼和解碼，利用FPGA從網(wǎng)口接收端接收終端送出的語音包，并判斷該語音包的格式，再將該語音包的接收端口信息加上路由查找標(biāo)志信息送到路由DSP去查找路由，并根據(jù)路由DSP送出的路由結(jié)果將語音包送到相應(yīng)的語音處理DSP去進行語音編碼或者解碼，再將編碼或解碼后的數(shù)據(jù)打包成UDP包從網(wǎng)口發(fā)送端送到相應(yīng)的終端。
[0006]本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0007]一種基于FPGA的數(shù)字交換機媒體網(wǎng)關(guān)實現(xiàn)方法，包括以下步驟:
[0008]S1:利用FPGA從網(wǎng)口接收端接收來自通信終端的數(shù)據(jù)包，并進行數(shù)據(jù)包類型判斷；
[0009]S2:根據(jù)數(shù)據(jù)包的類型，F(xiàn)PGA與DSP模塊相互協(xié)作進行數(shù)據(jù)包的路由管理、匹配、編碼或者解碼處理；
[0010]S3:通過網(wǎng)口發(fā)送端將處理過的數(shù)據(jù)包發(fā)送到相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)IP和端口，完成語音數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換和網(wǎng)絡(luò)傳輸。
[0011]進一步地，所述步驟SI中的數(shù)據(jù)包的類型包括:路由數(shù)據(jù)包、語音數(shù)據(jù)包、RARP包、ARP包、ICMP包、IGMP包；所述步驟S2中的DSP模塊包括分別與FPGA連接的路由DSP、多個處理不同語音編碼、解碼格式的語音處理DSP。
[0012]進一步地，所述步驟S2中的FPGA與DSP模塊相互協(xié)作進行數(shù)據(jù)包的路由管理、匹配、編碼或者解碼處理，具體為:
[0013](I)當(dāng)所述FPGA判別出數(shù)據(jù)包的類型為路由包，則將該數(shù)據(jù)包加上路由信息標(biāo)志，送入到DSP模塊中對應(yīng)的路由DSP進行路由管理，包括路由的創(chuàng)建、刪除和匹配，并將路由管理信息反饋到FPGA ;
[0014](2)當(dāng)所述FPGA判別出數(shù)據(jù)包的類型為語音包，則提取語音包的接收端口信息，并加上路由查找標(biāo)志信息，將其送到DSP模塊中的路由DSP進行路由查找，F(xiàn)PGA讀取路由DSP中的路由查找結(jié)果，將語音包送到相應(yīng)的語音處理DSP中進行編碼、解碼處理；FPGA讀取語音處理DSP編碼、解碼的結(jié)果，并將該語音處理DSP的ID信息送到路由DSP進行路由匹配，根據(jù)匹配結(jié)果確定是否需要將處理過的語音包再次送到語音處理DSP中處理，或者將語音包送到網(wǎng)口發(fā)送端口；
[0015](3)當(dāng)所述FPGA判別出數(shù)據(jù)包的類型為RARP包、ARP包、ICMP包、IGMP包，則直接產(chǎn)生回包標(biāo)志，通知網(wǎng)口發(fā)送端回包。
[0016]進一步地，所述步驟S3中的通過網(wǎng)口發(fā)送端將處理過的數(shù)據(jù)包發(fā)送到相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)IP和端口，具體為，F(xiàn)PGA將ARP、RARP、ICMP, IGMP、路由管理反饋信息和處理后的語音數(shù)據(jù)打包通過網(wǎng)口發(fā)送端從物理層發(fā)送到相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)IP和端口，進而完成語音數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換和網(wǎng)絡(luò)傳輸。
[0017]本發(fā)明的有益效果:
[0018]本發(fā)明是一種FPGA和DSP相結(jié)合的嵌入式系統(tǒng)，不僅具有其他微處理器和單片機嵌入式系統(tǒng)的優(yōu)點和技術(shù)特性，而且還能利用并行算法操作，具有更高速的數(shù)字信號處理能力，為實現(xiàn)系統(tǒng)的實時性提供更為有利的支持，F(xiàn)PGA加DSP系統(tǒng)必將成為現(xiàn)代電子技術(shù)、計算機技術(shù)和通信技術(shù)的重要支柱。本發(fā)明用硬件處理代替了軟件處理，在處理速度和精度上都有很大的提高。且FPGA可以并行連接多個DSP，其處理能力也相應(yīng)提高了不少。
【附圖說明】
[0019]圖1是本發(fā)明的基于FPGA的數(shù)字交換機媒體網(wǎng)關(guān)實現(xiàn)方法的流程示意圖；
[0020]圖2是本發(fā)明的媒體轉(zhuǎn)換、轉(zhuǎn)發(fā)詳細示意圖；
[0021]圖3是本發(fā)明的FPGA的工作過程示意圖。
【具體實施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明進行詳細說明。
[0023]如圖1和2所示，一種基于FPGA的數(shù)字交換機媒體網(wǎng)關(guān)實現(xiàn)方法，包括以下步驟:
[0024]S1:利用FPGA從網(wǎng)口接收端接收來自通信終端的數(shù)據(jù)包，并進行數(shù)據(jù)包類型判斷；所述數(shù)據(jù)包的類型包括:路由數(shù)據(jù)包、語音數(shù)據(jù)包、RARP包、ARP包、IGMP包、IGMP包；
[0025]S2:根據(jù)數(shù)據(jù)包的類型，F(xiàn)PGA與DSP模塊相互協(xié)作進行數(shù)據(jù)包的路由管理、匹配、編碼或者解碼處理；所述DSP模塊包括分別與FPGA連接的路由DSP、多個處理不同語音編碼、解碼格式的語音處理DSP;
[0026]S3:通過網(wǎng)口發(fā)送端將處理過的數(shù)據(jù)包發(fā)送到相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)IP和端口，完成語音數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換和網(wǎng)絡(luò)傳輸。
[0027]上述三個步驟的詳細工作過程如下所示:
[0028]1.DFPGA從網(wǎng)口接收端物理層收到的各種網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包；
[0029]1.2)FPGA對屬于自己IP的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包進行根據(jù)包頭信息分辨數(shù)據(jù)包類型判斷處理；
[0030]1.3) FPGA根據(jù)數(shù)據(jù)包的類型，將數(shù)據(jù)包送到DSP模塊中對應(yīng)的DSP進行路由管理、匹配或者編碼、解碼處理；具體為:
[0031](I)當(dāng)所述FPGA判別出數(shù)據(jù)包的類型為路由包，則將該數(shù)據(jù)包加上路由信息標(biāo)志，送