系统设计者可以使用的一种更加先进的技术是基于系统级封装(SiP)的产品。这是一种复杂的封装技术,它向用户提供了一种把SDRAM和闪存与处理器裸片堆叠在单独BGA封装中的方案。除了减小PCB尺寸之外,SiP技术还有许多其它优点。通过消除外部存储元件和外部总线,这种技术可以降低PCB的复杂性并改进PCB的可靠性,同时确保EMI和开关噪声最小。这样可以设计出具成本效益的产品并减轻对存储器元件供货情况的担心。
DSP算法
DSP的主要任务是处理语音编解码算法。语音数据压缩是节省网络带宽必不可少的。为了实现互操作,典型的VoIP产品支持几种常见的ITU编解码器(如G.711、G.723.1、G.726和G.729A)。
这些编解码器是在位速率、实现复杂性和语音质量之间折衷的产物。例如,长话级质量编解码器G.711是一种简单的编解码器,它使用速度低于1MIPS的DSP但占用64kbps的网络带宽并需要负担用于RTP、UDP和IP报头的开销。G.723.1只使用5.3或6.3kbps的网络带宽(包含开销)并提供接近长话级的音质,但它消耗更多的DSP资源(MIP和内存)。G.726支持多个位速率(16-40kbps),G.729A支持8kbps,这两种编解码器都提供近长话级话音且对DSP资源要求相对较低。
以降低DSP负载为目标的编解码器设计优化可以使VoIP产品支持更多的语音信道且无需使用更快的处理器或增加处理器数量。要保证高水平音质和符合ITU标准需验证编解码器的位准确度。使用一种高度复杂的编解码器和一种实时操作系统和联网协议,按照多级流水线设计、以200MHz运行且性能达到260MIPS的RISC/DSP处理器可以支持三个语音流信道。除了编解码器之外,还需要线回声消除和声学回声消除算法来至少消除由SLIC混合阻抗失配导致的近端回声和某些情况下的远端回声。
OEM厂商可以从许多软件供应商那里得到针对各种各样平台的大部分编解码器许可。这些许可给予OEM使用某个编解码算法特定实现方案的权力。。
除了最基本要求之外,一些处理器也提供片上IPSec加速器来减轻处理器内核执行VPN数学运算的负担。典型的例子有DES、3DES、MD5、SHA-1加速器,可以使用这些产品来实现安全通讯系统和支持语音的高性能安全路由器。
软件方面的考虑因素
所有器件都需要操作系统。虽然可以使用自行开发的操作系统、传统的RTOS或简单的任务转换开关,但需要经历漫长的开发和测试过程并需要做好不断维护代码库的思想准备。如果使用符合各种标准的操作系统,你就可以把精力集中在保持产品个性化上,而你的代码在下一代产品中复用的比例也会大大提高。
有多种操作系统可供选择,但请记住,不论对于哪一种消费类产品,价格都是至关重要的。这通常把所有第三方专利操作系统(如VxWorks)排除在外并促使你把目光投向Linux、uClinux和其它开放资源的嵌入式操作系统。这些操作系统基本上能以合理的存储器空间向你提供完整且符合标准的联网堆栈和广泛的微控制器支持,但对它们进行配置和部署有时没有现成的方案。
成熟的操作系统可以带来很多好处,一个极好的例子是向ATA加入第二个以太网端口而产品硬件只发生很小变化。虽然在硬件上这是一个相对较小的设计变化,但导致从端点到路由器之间的软件发生了巨大的改变。因而,实现DHCP服务器、NAT、PAT、PPPoE、网桥、MAC或IP寻址克隆等功能将需要某种形式的QoS和防火墙堆栈。这正是成熟的操作系统确实优于自行开发或专有操作系统的地方,对于后两者,每个组件都代表额外的成本。