可重构网络媒体话机终端的制作方法
【专利说明】
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及计算机嵌入式技术领域，具体涉及一种可重构网络媒体话机终端。
【【背景技术】】
[0002]传统的嵌入式终端系统由于专用性强、相互不兼容、扩展性差、缺乏通用化、模块化，不能共享软硬件组成，不仅使开发效率低下，而且使得开发一套复杂终端系统的周期长且价格高昂。以三网融合和云计算等为代表的信息通信技术快速发展要求网络接入终端更新换代，向数字化，智能化方向演进。需要解决以往由芯片解决方案原始设计定型后只能被动使用的问题，并按需自定义终端功能、根据网络业务应用的不同需求对终端嵌入式系统进行重构。
[0003]可重构技术是利用可重用的软硬件资源，根据不同的应用需求，灵活地改变自身体系结构的设计方法。在可重构系统(Reconf igurable System)中，硬件信息(可编程器件的配置信息)也可以像软件程序一样被动态调用或修改。既保留了硬件计算的性能，又兼具软件的灵活性。FPGA(Field — Programmable Gate Array)，即现场可编程门阵列(可编程器件)提供了一种介于可编程体系结构DSP芯片和专用集成电路ASIC芯片之间的计算手段，目前已成为学术界和工业界的研究热点，并且已经有许多研究成果和工业产品面世。FPGA芯片处理器集合了可编程体系结构DSP和专用集成电路ASIC的共同优点，能够根据不同的应用需求，改变自身的体系结构，以便与具体应用需求相匹配。与传统的刚性体系结构(专用集成电路ASIC)相比，可重构体系结构具有一定程度的柔性;与传统的柔性体系结构(可编程体系结构DSP)相比，能够更好适应实际应用中的多元化需求，因此得到了广泛的应用。
[0004]随着以Android为代表的开放操作系统市场占有率不断增加，得益于Android操作系统对ARM处理器架构的良好支持，基于Android操作系统以ARM核微处理器作为主控制器，基于FPGA芯片的处理器作为重构控制器的混合解决方案有可能构成新的嵌入式终端开发-ψ-1 口 O
[0005]可重构技术使嵌入式终端能通过软硬定义所需的特性和功能，并使接入终端设备成为高度智能化和软件化的产品，能够提高系统资源利用率、降低实现和维修成本;近年来，业界针对嵌入式终端实现和可重构系统技术进行理论和实际研究，并取得了一定的成果。比如:
[0006]200820038534.3号专利公开了一种融合型网络媒体话机终端，将数字机顶盒、IP话机、无线子母机等的相关功能集中为一体。所采用的技术方案是:基于SIP的H.264融合型网络媒体话机终端，包括:以嵌入式处理器利用嵌入式软件实现音视频编解码、使用通用系统芯片实现各种功能接口、嵌入式操作系统和通讯控制协议等，增加接入网通信转接处理器和室内无线子母机，软件实现PSTN-Cal UIP-Cal I和WebCal I等基于域识别和号码映射的融合通信业务转换和路由转接，终端以融合通信技术实现对三网融合、3G互通、UMS目录搜索和P2P等相关业务的支持；
[0007]200820237899.9号专利公开了一种数字电视网络媒体话机终端，由前端数字电视接收处理和后端通信处理两个模块构成:前端数字电视接收处理模块包含数字电视接入射频变换处理模块和媒体处理器接口、完成数字电视DVB信号的解调和数字电视MPEG音视频编解码;数字电视接入射频变换处理模块包括接入射频变换处理芯片、调谐器和通道解码器芯片和专用解复用和音视频芯片构成并前后互相连接;后端通信处理模块由含高速数字信号处理芯片的嵌入式ARM处理器、音频信号输入/输出处理芯片、通信处理器接口构成;嵌入式ARM处理器实现多种通信处理器接口的通讯和传输控制协议并实现音视频播放处理，设置双口RAM提供前端数字电视接收处理模块和后端通信处理模块间的通信端口。。
[0008]201210536404.3号专利公开了一种P2P网络媒体话机终端，基于P2P/SIP网络实现P2P/SIP网络业务应用，P2P网络媒体话机终端作为P2P/SIP网络的接入终端，包括系统控制单元、前端P2P/SIP通信处理模块和后端信息处理模块，前端P2P/SIP通信处理模块包括网络界面单元和P2P/SIP通信适配器模块，连接网络IP实现P2P/SIP通信的适配和传输控制协议;后端信息处理模块执行音频和视频处理、包括通信处理模块和交互操作接口模块，交互操作接口模块连接显示装置和拨号装置用以输入指令以令P2P网络媒体话机终端动作以及语音输入输出装置;系统控制单元根据交互操作接口模块输入的信息，利用嵌入式操作系统控制实现基于号码映射的通信处理和媒体交互应用处理。
[0009]201110191236.4号专利公开了一种三网融合系统，涉及三网融合领域。该系统包括:由支持虚拟化的硬件路由器组成的物理设备层;在所述物理设备层的基础上通过虚拟化技术形成虚拟网络层;所述虚拟网络层包括:虚拟互联网、虚拟电信网和虚拟广播电视网。本实用新型的三网融合系统，通过虚拟路由器技术，有效的解决了具有不同业务质量需求的多网并行问题。通过软件实现虚拟路由器和硬件实现虚拟路由器两种方案共存的结构设计，使得本实用新型的三网融合系统，在实现低成本灵活部署的同时也满足了核心路由器高速率大吞吐量的性能要求。
[0010]201010224136.2号专利公开了一种基于异构网络融合的嵌入式家庭网关综合服务平台。具体包括硬件层、内核软件层和应用软件层;所述内核软件包括操作系统和板级支持包;所述板级支持包实现与硬件相关的操作;所述应用软件层调用内核软件提供的接口函数实现终端系统所需的各项应用功能;所述硬件层包括主控模块以及分别与主控模块相连接的音视频编解码模块、模拟线路信令处理单元、无线网卡模块、Zigbee模块和以太网接口丰旲块。
[0011]201210206529.X号专利公开了一种嵌入式可重构数据处理方法、装置及系统，其中，该方法包括:处理装置接收处理器发送的更改协处理器的FPGA的指令;处理装置根据指令选取更改协处理器的FPGA所需的配置文件以完成对协处理器的FPGA的更改，其中，处理装置与处理器和协处理器分别相连接。解决了相关技术中改变协处理器的FPGA的配置过程需要占用处理器时间较长而造成的影响系统性能的问题，进而达到了提高系统性能的效果O
[0012]2014102401001号专利公开了一种基于大规模粗粒度嵌入式可重构系统及其处理方法，其包括:系统总线、控制总线、嵌入式微处理器、系统中断控制器、片外同步动态随机存储器、可重构处理器和重构控制单元，该处理方法针对点数为N(4千点NI兆点)的快速傅里叶变换算法，将N点信号长度分解成M阶蝶形运算，然后映射到可重构处理器上，形成数据流图，通过嵌入式微处理器启动重构控制单元，将配置信息发送给可重构处理器，控制可重构处理器开始进行加速型运算。在兼顾灵活度的同时提高了运算效率。
[0013]以上技术涉及网络信息终端等信息终端的设计结构、功能模块和实现方法，也涉及可重构技术体系和应用方法，但未见涉及可重构技术支持网络媒体话机终端等嵌入式终端系统的架构描述，特别是实际可实现的可重构网络媒体话机终端及应用。
[0014]新一代网络软件已经有涉及IPTV、FMC、3G互通等三网融合重要业务应用的支持，但硬件集成上还需要改进。
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【发明内容】
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[0015]本实用新型的目的在于:提供一种可重构网络媒体话机终端，终端采用可重构技术，通过嵌入式硬件及应用软件实现基于号码映射的融合通信业务创建、实现对IPTV、FMC、3G互通等三网融合重要业务应用的支持；形成可传递动态数据，支持管理和控制之下的网络通信和协作终端最佳用户界面功能应用框架，充分利用硬件模块、软件算法来替代硬件模块以优化提升终端效率特性的新方法，通过聚合不同信息源和互动体验，提供一种安全、可升级、具有良好适应性的小型化和低成本全新终端实现模型。支持终端满足三网融合等网络新业务应用的多样性需求。
[0016]本实用新型的技术方案是，可重构网络媒体话机终端，所述终端嵌入式系统基于嵌入式双处理器为核心的基础上进行扩展，嵌入式双处理器包括DSP核与ARM微处理器核，ARM微处理器核包括ARM核微处理器作为主控制器，以FPGA芯片处理器即DSP核作为重构控制器，与嵌入式双处理器连接的是总线、存储器、串口、网络1口、视频输入/输出单元、视频编解码器、语音输入/输出单元、语音编解码器、延时单元、系统控制单元、多媒体数据复用/解复用单元和网络接口单元。
[0017]所述视频输入/输出单元、视频编解码器、语音输入/输出单元、语音编解码器、延时单元、系统控制单元、多媒体数据复用/解复用单元和网络接口单元与外围器件连接，夕卜围器件包括AV、触摸屏/键盘、SD、USB、RS232、LCD、CCD器件。
[0018]另有数据处理单元(可选)。
[0019]另设有网络传输/信令处理软件和完成资源处理/协议封装功能的DSP代码，相对独立的功能划分为两者之间提供了有效的、明确的接口，以及在单一的解决方案中支持多通道和多协议的体系结构，代码也因此具有极大的灵活性、可伸缩性和可重用性。以ARM核微处理器作为主控制器，以FPGA芯片处理器作为重构控制器配合主控制器工作，外挂适当的存储及其它外围器件、电路，构成嵌入式硬件系统;采用Android操作系统，以中间件定义通信、媒体处理功能及应用接口，构成嵌入式软件系统;适用于IP网络，采用SIP通信控制协议、多媒体数据打包协议和不同的网络接口单元，但是视频和语音输入/输出单元、音视频编解码器、VOIP编解码器等相似。
[0020]采用的可重构技术:将可重构微处理器技术引入嵌入式系统设计领域，通过构建终端通用的硬件平台，最终通过预定义开发嵌入式应用软件，以中间件方式来实现不同的可重构网络媒体话机终端功能定义，并覆盖接口控制的相关方法。
[0021 ]所述终端嵌入式系统采用独特的双核结构，把高性能低功耗的DSP核与控制性能强的ARM微处理器结合起来，成为高度整合性SoC。形成开放式的、可编程的基于DSP的体系结构。终端嵌入式系统的软件平台独立于硬件平台，应用软件工程构件化平台上的DSP/B1S桥。使双核结构的两个操作系统无缝工