MSP4000型处理器在软交换终端设备中的应用

2007-03-09 19:03:27来源: 互联网
摘 要:MSP4000是PMC—Sierra公司生产的多业务处理器.内部集成了语音编解码用DSP、MIPS内核、VPN安全引擎和MAC控制器等.使用这种处理器可完成软交换系统中IAD设备的设计。介绍MSP4000的系统结构及各个模块的功能.并给出根据MSB4000设计的IAD设备的硬件方案和软件流程。 关键词:MSP4000;IAD;软交换;VPN;应用 1 引言 随着全球宽带网络的迅猛发展.软交换系统的应用越来越广泛.对软交换终端设备的需求量越来越大,而目前的软交换终端如IAD(Integratecl Ac-cess Device)设备、AG(Acce8s Gateway)设备、IP话机等普遍存在成本高、穿越NAT和防火墙困难、IP语音通讯安全难以保证等问题。本文介绍一种低成本的IAD设备设计方案.该方案彻底解决了软交换终端设备穿越私网和语音安全的问题。 2 MSP4000型多业务处理器 该方案采用PMC—Sierra公司的MSP4000型多业务处理器为核心处理电路,配合尽量少的外围电路即可完成IAD设备的设计。电路内置的DSP内核可以满足不同语音压缩算法和编解码的需要.同时.电路集成了加密安全引擎.能够提供支持专业远程办公要求的高性能VPN服务。另外,内置的3个MAC控制器配合路由软件包可提供对NAT的支持.能满足小型企业.专业远程办公及分支机构的V0IP应用。MSP4000的硬件结构如图1所示。   2.1 MIPS32 4Km内核 MIPS32 4Km内核是MSP4000的主控制器。其工作频率为150 MHz,内含16 KB高速指令缓存和16 KB高速数据缓存.完全能满足数据处理的需要。 2.2 内存控制器 内存控制器是外部SDRAM和Flash的接口控制电路.通过内部的4路交换模块和总线控制器实现外部SRAM和Flash与MIPS内核进行数据交换和数据缓存,可支持128 MB SDRAM和32 MBFlash。 2.3 语音引擎 语音引擎采用100 MHz的ISI ZSP数字信号处理器.它集成了80 KB的指令缓存和64 KB的片上SRAM,同时.还集成了一个ADPCM的硬件加速器。通过电话接口电路与外部的SLtO(用户电路)连接。语音引擎支持G.711u、G.711a、G.723.1、G.726、G.729a/b等编码及压缩算法.以及G.168的回波抵消、G71l—Fax、T.38一Fax、DTMF生成与检测等功能。 超快的多业务总线是真正的并行处理总线,峰值处理带宽达3.2 Gb/s,采用优先接入策略来满足语音和数据流的无阻塞处理。 2.5 安全引擎 安全引擎支持DES、3DES、MD5、SHA一1等算法的硬件加速.可产生真正的32位随机数,完全符合IPsec标准.满足VPN的应用。 2.6 电话接口 电话接口采用双TDM接口,每个TDM接口提供128个全双工通道。能够自适应或从WAN口提取时钟.可与GSLAC/Tl/El的成帧器直接接口。 2.7 系统控制 提供8个中断输入、多条GPIO(通用I/O)线、2个系统时钟、1个MIPS定时器、1个看门狗定时器、1个拷贝引擎.提供高达12 Mtds的数据吞吐量。 2.8 系统的辅助接口 提供1个UAIRT(通用异步串行接口)、1个SCC(串行通信控制器)接口、1个SPI/MPI和1个双线串口。 2.9 MAC控制器提供3个独立的10/100以太网MAC控制器,支持VLAN标签和DMZ功能。 3 MSP4000在IAD设备中的应用 3.1 lAD设备的硬件原理 如图2所示.MSP4000是IAD设备的单片解决方案.通过极少的外围器件即可完成设计,有效地减小了PCB的面积。该方案具有较高的性价比。   外接的Flash(SST39VF320)是程序存储器,系统软件由此自举启动。SDRAM(K4S643220)是程序的运行空间。 3个MAC控制器通过外接的Ethemet物理层电路(RTL8201)和网口滤波器提供3个独立的以太网接口.3个接口可以任意设置为WAN口和LAN口.系统软件提供路由功能,配合安全引擎提供VPN功能。 其UART口外接RS232的电平转换电路,为I-AD提供CU(Command Line Interface)调试接口。 MSP4000的TDM接口连接外部的4通道CODEC,实现4路FXS接口,其中AM79QO3是4通道CODEC,AM79R79是单片SLLC电路。 3.2 lAD设备的软件实现 MSP4000提供了丰富的应用软件与驱动模块,如VPN、以太网驱动、CODEC驱动等。用户仅需添加自己的VOIP协议栈如SIP/H.323/MGCP等,就可方便快速地开发IAD设备。 图3示出巨龙公司基于MSP4000开发的SIP协议IAD的软件流程。 MSP4000的初始化流程有着与RTOS中标准BSP(Board Support Package)要求相同的次序。系统初始启动时,MSP4000自动读取Bootrom中的指令。对系统进行基本的初始化工作。然后运行SIP协议栈、SIP UA及其配置管理软件,实现SIP终端的功能。对于私网与防火墙的穿越,也可利用MSP4000内置的VPN引擎来实现。
编辑: 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/designarticles/network/200703/8671.html
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