可重構網絡媒體話機終端的制作方法
【專利說明】
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及計算機嵌入式技術領域，具體涉及一種可重構網絡媒體話機終端。
【【背景技術】】
[0002]傳統的嵌入式終端系統由于專用性強、相互不兼容、擴展性差、缺乏通用化、模塊化，不能共享軟硬件組成，不僅使開發效率低下，而且使得開發一套復雜終端系統的周期長且價格高昂。以三網融合和云計算等為代表的信息通信技術快速發展要求網絡接入終端更新換代，向數字化，智能化方向演進。需要解決以往由芯片解決方案原始設計定型后只能被動使用的問題，并按需自定義終端功能、根據網絡業務應用的不同需求對終端嵌入式系統進行重構。
[0003]可重構技術是利用可重用的軟硬件資源，根據不同的應用需求，靈活地改變自身體系結構的設計方法。在可重構系統(Reconf igurable System)中，硬件信息(可編程器件的配置信息)也可以像軟件程序一樣被動態調用或修改。既保留了硬件計算的性能，又兼具軟件的靈活性。FPGA(Field — Programmable Gate Array)，即現場可編程門陣列(可編程器件)提供了一種介于可編程體系結構DSP芯片和專用集成電路ASIC芯片之間的計算手段，目前已成為學術界和工業界的研究熱點，并且已經有許多研究成果和工業產品面世。FPGA芯片處理器集合了可編程體系結構DSP和專用集成電路ASIC的共同優點，能夠根據不同的應用需求，改變自身的體系結構，以便與具體應用需求相匹配。與傳統的剛性體系結構(專用集成電路ASIC)相比，可重構體系結構具有一定程度的柔性;與傳統的柔性體系結構(可編程體系結構DSP)相比，能夠更好適應實際應用中的多元化需求，因此得到了廣泛的應用。
[0004]隨著以Android為代表的開放操作系統市場占有率不斷增加，得益于Android操作系統對ARM處理器架構的良好支持，基于Android操作系統以ARM核微處理器作為主控制器，基于FPGA芯片的處理器作為重構控制器的混合解決方案有可能構成新的嵌入式終端開發-ψ-1 口 O
[0005]可重構技術使嵌入式終端能通過軟硬定義所需的特性和功能，并使接入終端設備成為高度智能化和軟件化的產品，能夠提高系統資源利用率、降低實現和維修成本;近年來，業界針對嵌入式終端實現和可重構系統技術進行理論和實際研究，并取得了一定的成果。比如:
[0006]200820038534.3號專利公開了一種融合型網絡媒體話機終端，將數字機頂盒、IP話機、無線子母機等的相關功能集中為一體。所采用的技術方案是:基于SIP的H.264融合型網絡媒體話機終端，包括:以嵌入式處理器利用嵌入式軟件實現音視頻編解碼、使用通用系統芯片實現各種功能接口、嵌入式操作系統和通訊控制協議等，增加接入網通信轉接處理器和室內無線子母機，軟件實現PSTN-Cal UIP-Cal I和WebCal I等基于域識別和號碼映射的融合通信業務轉換和路由轉接，終端以融合通信技術實現對三網融合、3G互通、UMS目錄搜索和P2P等相關業務的支持；
[0007]200820237899.9號專利公開了一種數字電視網絡媒體話機終端，由前端數字電視接收處理和后端通信處理兩個模塊構成:前端數字電視接收處理模塊包含數字電視接入射頻變換處理模塊和媒體處理器接口、完成數字電視DVB信號的解調和數字電視MPEG音視頻編解碼;數字電視接入射頻變換處理模塊包括接入射頻變換處理芯片、調諧器和通道解碼器芯片和專用解復用和音視頻芯片構成并前后互相連接;后端通信處理模塊由含高速數字信號處理芯片的嵌入式ARM處理器、音頻信號輸入/輸出處理芯片、通信處理器接口構成;嵌入式ARM處理器實現多種通信處理器接口的通訊和傳輸控制協議并實現音視頻播放處理，設置雙口RAM提供前端數字電視接收處理模塊和后端通信處理模塊間的通信端口。。
[0008]201210536404.3號專利公開了一種P2P網絡媒體話機終端，基于P2P/SIP網絡實現P2P/SIP網絡業務應用，P2P網絡媒體話機終端作為P2P/SIP網絡的接入終端，包括系統控制單元、前端P2P/SIP通信處理模塊和后端信息處理模塊，前端P2P/SIP通信處理模塊包括網絡界面單元和P2P/SIP通信適配器模塊，連接網絡IP實現P2P/SIP通信的適配和傳輸控制協議;后端信息處理模塊執行音頻和視頻處理、包括通信處理模塊和交互操作接口模塊，交互操作接口模塊連接顯示裝置和撥號裝置用以輸入指令以令P2P網絡媒體話機終端動作以及語音輸入輸出裝置;系統控制單元根據交互操作接口模塊輸入的信息，利用嵌入式操作系統控制實現基于號碼映射的通信處理和媒體交互應用處理。
[0009]201110191236.4號專利公開了一種三網融合系統，涉及三網融合領域。該系統包括:由支持虛擬化的硬件路由器組成的物理設備層;在所述物理設備層的基礎上通過虛擬化技術形成虛擬網絡層;所述虛擬網絡層包括:虛擬互聯網、虛擬電信網和虛擬廣播電視網。本實用新型的三網融合系統，通過虛擬路由器技術，有效的解決了具有不同業務質量需求的多網并行問題。通過軟件實現虛擬路由器和硬件實現虛擬路由器兩種方案共存的結構設計，使得本實用新型的三網融合系統，在實現低成本靈活部署的同時也滿足了核心路由器高速率大吞吐量的性能要求。
[0010]201010224136.2號專利公開了一種基于異構網絡融合的嵌入式家庭網關綜合服務平臺。具體包括硬件層、內核軟件層和應用軟件層;所述內核軟件包括操作系統和板級支持包;所述板級支持包實現與硬件相關的操作;所述應用軟件層調用內核軟件提供的接口函數實現終端系統所需的各項應用功能;所述硬件層包括主控模塊以及分別與主控模塊相連接的音視頻編解碼模塊、模擬線路信令處理單元、無線網卡模塊、Zigbee模塊和以太網接口豐旲塊。
[0011]201210206529.X號專利公開了一種嵌入式可重構數據處理方法、裝置及系統，其中，該方法包括:處理裝置接收處理器發送的更改協處理器的FPGA的指令;處理裝置根據指令選取更改協處理器的FPGA所需的配置文件以完成對協處理器的FPGA的更改，其中，處理裝置與處理器和協處理器分別相連接。解決了相關技術中改變協處理器的FPGA的配置過程需要占用處理器時間較長而造成的影響系統性能的問題，進而達到了提高系統性能的效果O
[0012]20號專利公開了一種基于大規模粗粒度嵌入式可重構系統及其處理方法，其包括:系統總線、控制總線、嵌入式微處理器、系統中斷控制器、片外同步動態隨機存儲器、可重構處理器和重構控制單元，該處理方法針對點數為N(4千點NI兆點)的快速傅里葉變換算法，將N點信號長度分解成M階蝶形運算，然后映射到可重構處理器上，形成數據流圖，通過嵌入式微處理器啟動重構控制單元，將配置信息發送給可重構處理器，控制可重構處理器開始進行加速型運算。在兼顧靈活度的同時提高了運算效率。
[0013]以上技術涉及網絡信息終端等信息終端的設計結構、功能模塊和實現方法，也涉及可重構技術體系和應用方法，但未見涉及可重構技術支持網絡媒體話機終端等嵌入式終端系統的架構描述，特別是實際可實現的可重構網絡媒體話機終端及應用。
[0014]新一代網絡軟件已經有涉及IPTV、FMC、3G互通等三網融合重要業務應用的支持，但硬件集成上還需要改進。
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【發明內容】
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[0015]本實用新型的目的在于:提供一種可重構網絡媒體話機終端，終端采用可重構技術，通過嵌入式硬件及應用軟件實現基于號碼映射的融合通信業務創建、實現對IPTV、FMC、3G互通等三網融合重要業務應用的支持；形成可傳遞動態數據，支持管理和控制之下的網絡通信和協作終端最佳用戶界面功能應用框架，充分利用硬件模塊、軟件算法來替代硬件模塊以優化提升終端效率特性的新方法，通過聚合不同信息源和互動體驗，提供一種安全、可升級、具有良好適應性的小型化和低成本全新終端實現模型。支持終端滿足三網融合等網絡新業務應用的多樣性需求。
[0016]本實用新型的技術方案是，可重構網絡媒體話機終端，所述終端嵌入式系統基于嵌入式雙處理器為核心的基礎上進行擴展，嵌入式雙處理器包括DSP核與ARM微處理器核，ARM微處理器核包括ARM核微處理器作為主控制器，以FPGA芯片處理器即DSP核作為重構控制器，與嵌入式雙處理器連接的是總線、存儲器、串口、網絡1口、視頻輸入/輸出單元、視頻編解碼器、語音輸入/輸出單元、語音編解碼器、延時單元、系統控制單元、多媒體數據復用/解復用單元和網絡接口單元。
[0017]所述視頻輸入/輸出單元、視頻編解碼器、語音輸入/輸出單元、語音編解碼器、延時單元、系統控制單元、多媒體數據復用/解復用單元和網絡接口單元與外圍器件連接，夕卜圍器件包括AV、觸摸屏/鍵盤、SD、USB、RS232、LCD、CCD器件。
[0018]另有數據處理單元(可選)。
[0019]另設有網絡傳輸/信令處理軟件和完成資源處理/協議封裝功能的DSP代碼，相對獨立的功能劃分為兩者之間提供了有效的、明確的接口，以及在單一的解決方案中支持多通道和多協議的體系結構，代碼也因此具有極大的靈活性、可伸縮性和可重用性。以ARM核微處理器作為主控制器，以FPGA芯片處理器作為重構控制器配合主控制器工作，外掛適當的存儲及其它外圍器件、電路，構成嵌入式硬件系統;采用Android操作系統，以中間件定義通信、媒體處理功能及應用接口，構成嵌入式軟件系統;適用于IP網絡，采用SIP通信控制協議、多媒體數據打包協議和不同的網絡接口單元，但是視頻和語音輸入/輸出單元、音視頻編解碼器、VOIP編解碼器等相似。
[0020]采用的可重構技術:將可重構微處理器技術引入嵌入式系統設計領域，通過構建終端通用的硬件平臺，最終通過預定義開發嵌入式應用軟件，以中間件方式來實現不同的可重構網絡媒體話機終端功能定義，并覆蓋接口控制的相關方法。
[0021 ]所述終端嵌入式系統采用獨特的雙核結構，把高性能低功耗的DSP核與控制性能強的ARM微處理器結合起來，成為高度整合性SoC。形成開放式的、可編程的基于DSP的體系結構。終端嵌入式系統的軟件平臺獨立于硬件平臺，應用軟件工程構件化平臺上的DSP/B1S橋。使雙核結構的兩個操作系統無縫工