[發(fā)明專利]一種基于FPGA的數(shù)字交換機(jī)媒體網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510069181.8
• 申請(qǐng)日: 2015-02-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104683228B
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-07-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 魯邦建;王春峰;張林;李大寶;楊志飛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 海南寶通實(shí)業(yè)公司
• 主分類號(hào): H04L12/66
• 分類號(hào): H04L12/66;H04L29/06
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責(zé)任公司 32218
• 代理人: 徐冬濤

本發(fā)明公開(kāi)了一種基于FPGA的數(shù)字交換機(jī)媒體網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)方法，包括以下步驟：利用FPGA從網(wǎng)口接收端接收來(lái)自通信終端的數(shù)據(jù)包，并進(jìn)行數(shù)據(jù)包類型判斷；根據(jù)數(shù)據(jù)包的類型，F(xiàn)PGA與DSP模塊相互協(xié)作進(jìn)行數(shù)據(jù)包的路由管理、匹配、編碼或者解碼處理；通過(guò)網(wǎng)口發(fā)送端將處理過(guò)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(yǔ)音數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換和網(wǎng)絡(luò)傳輸。本發(fā)明通過(guò)結(jié)合FPGA和DSP，完成網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議和物理層、鏈路層和網(wǎng)絡(luò)層的收發(fā)、封裝解包和傳輸，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)包的實(shí)時(shí)處理，提高了網(wǎng)絡(luò)傳輸速度，通過(guò)分門(mén)別類地處理路由類信息和語(yǔ)音信息，并根據(jù)路由信息將語(yǔ)音數(shù)據(jù)送到相應(yīng)的DSP進(jìn)行編解碼處理，實(shí)現(xiàn)不同語(yǔ)音編碼終端之間的語(yǔ)音的互聯(lián)互通。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種媒體轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)發(fā)的實(shí)現(xiàn)方法，尤其涉及一種基于FPGA的數(shù)字交換機(jī)媒體網(wǎng)關(guān)實(shí)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(yǔ)音模式的終端間的相互連接和對(duì)接。

背景技術(shù)

寬窄帶交換系統(tǒng)中，各終端所需要的語(yǔ)音數(shù)據(jù)的編碼格式往往是不一樣的，如車載臺(tái)和手持機(jī)采用的是一種語(yǔ)音編碼格式，而電話終端可能是其它的語(yǔ)音編碼格式，為了實(shí)現(xiàn)各類不同語(yǔ)音編碼格式的終端間的語(yǔ)音通話，就需要對(duì)不同語(yǔ)音編碼格式的語(yǔ)音包進(jìn)行編碼或解碼，使之變成為終端能夠識(shí)別的語(yǔ)音編碼模式。

在以往的交換系統(tǒng)中，不同語(yǔ)音編碼格式的語(yǔ)音包的編碼和解碼都是由軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)的，這就對(duì)軟件平臺(tái)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(kāi)發(fā)平臺(tái)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(shí)時(shí)處理速度和精度也都遠(yuǎn)遠(yuǎn)比不上硬件處理的處理速度和精度。

FPGA(Filed Programmable Gate Array，現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)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(qiáng)的實(shí)時(shí)性和高速處理能力，使其對(duì)信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)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(diǎn)，在成本上價(jià)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(guò)面向芯片結(jié)構(gòu)的軟件編程來(lái)實(shí)現(xiàn)其功能的，因而僅修改軟件而不需要修改硬件平臺(tái)就可以改進(jìn)系統(tǒng)原有設(shè)計(jì)方案或原有功能，因而具有極大的靈活性。

發(fā)明內(nèi)容

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(jī)媒體網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)方法，通過(guò)各類DSP完成對(duì)不同語(yǔ)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(yǔ)音包，并判斷該語(yǔ)音包的格式，再將該語(yǔ)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(yǔ)音包送到相應(yīng)的語(yǔ)音處理DSP去進(jìn)行語(yǔ)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。

本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種基于FPGA的數(shù)字交換機(jī)媒體網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)方法，包括以下步驟：

S1：利用FPGA從網(wǎng)口接收端接收來(lái)自通信終端的數(shù)據(jù)包，并進(jìn)行數(shù)據(jù)包類型判斷；

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(jìn)行數(shù)據(jù)包的路由管理、匹配、編碼或者解碼處理；

S3：通過(guò)網(wǎng)口發(fā)送端將處理過(guò)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(yǔ)音數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換和網(wǎng)絡(luò)傳輸。

進(jìn)一步地，所述步驟S1中的數(shù)據(jù)包的類型包括：路由數(shù)據(jù)包、語(yǔ)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(gè)處理不同語(yǔ)音編碼、解碼格式的語(yǔ)音處理DSP。

進(jìn)一步地，所述步驟S2中的FPGA與DSP模塊相互協(xié)作進(jìn)行數(shù)據(jù)包的路由管理、匹配、編碼或者解碼處理，具體為：

(1)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(duì)應(yīng)的路由DSP進(jìn)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；