基于IXP421的VoIP网关及其性能测评

摘  要：本文简要介绍了基于IXP421的语音网关的系统结构，以及语音DSP模块的工作原理。系统中没有专用的语音DSP，而是由IXP421的XSCALE核实现。系统软件、应用软件和语音DSP共享CPU时间。语音处理能力会受到编码方式和CPU负荷的制约，因此，本文通过实际系统的测试结果对Intel公司声明的性能指标进行了验证。

关键词：VoIP；DSP；XSCALE；编解码

引言

就VoIP设备来说，如果语音处理器的功能和其它应用功能由一个处理器来完成，必然能极大地简化电路，降低成本。Intel的IXP421即是这些多功能处理器的其中一种，它的PCM接口使VoIP设备的硬件结构大大简化了，还可以通过选择不同微代码的方式实现更加灵活的网络应用。

Intel提供的解决方案是通过软件DSP实现语音处理，并声明DSP模块可同时处理四路PCM窄带话音，支持多种语音编码及回波消除等功能。众所周知，单路单向PCM语音速率为64Kbps，单路双向为128Kbps，4路双向则为512Kbps，如何保证语音处理所需要的CPU时间是个关键问题。

另外，回波消除或其它附加功能也会增加处理时间，在设计中还要考虑内存读写、任务切换、中断处理等系统因素造成的影响。

IXP421简介

IXP421是Intel公司开发的采用XSCALE内核的IXP4xx系列处理器之一，主频为266MHz。IXP421采用多处理引擎和硬件多线程处理机制。它包括了一个处理器内核和两个并行网络处理引擎，其中XSCALE内核为处理器核心，它是以ARM V5内核为原型，进行了DSP功能扩展，并优化了16位数据类型的累加和乘法运算。启动时首先初始化XSCALE核，然后网络处理引擎将从内存下载各自的微代码，以完成外围网络接口的链路层协议处理，它们的执行是完全并行于XSCALE内核的，通过内嵌的消息队列与XSCALE核同步。先进高速总线(AHB)实现网络处理引擎和XSCALE核之间的数据交换，其传输速率达到133.32MHz