CN2659059Y

CN2659059Y - 基于ip的可视电话机

Info

Publication number: CN2659059Y
Application number: CNU2003201078814U
Authority: CN
Inventors: 张健; 李文德; 王新杰; 肖柏愚; 叶剑; 吴乾龙; 张从军; 王永铭
Original assignee: 张健
Current assignee: Pan Aijuan
Priority date: 2003-11-11
Filing date: 2003-11-11
Publication date: 2004-11-24
Anticipated expiration: 2013-11-11

Abstract

本实用新型涉及一种基于IP的可视电话机。本实用新型所要解决的技术问题是提供一种简单、可靠、功能完备的基于IP的可视电话机，不仅具有可视电话机的一般功能：语音与图像双向实时传输，而且具有收发短消息、语音留言、电话簿的功能。解决该问题的技术方案是：基于IP的可视电话机包含有DSPCPU处理控制核心、PCI总线仲裁与控制电路、以太网控制电路、FLASH、视频输入处理器、视频输出处理器、音频编解码电路。本实用新型可实现语音与图像同时双向传输，适用于LAN、VPN、xDSL等宽带网络，可用于网络会议、商务洽谈、远程教育、远程采访、亲朋相聚的可视对讲。

Description

基于IP的可视电话机

技术领域

本实用新型涉及可视电话机，利用基于IP的LAN局域网或Internet国际互联网进行可视通讯，可实现语音与图像同时双向传输，适用于LAN、VPN、xDSL等宽带网络，可广泛用于网络会议、商务洽谈、远程教育、远程采访、亲朋相聚的可视对讲。

背景技术

随着网络技术的发展，人们逐渐不满足于现有的只闻其声不见其人的通讯模式，2000年左右，出现了基于PSTN(公共电话交换网)的可视电话，但由于带宽的限制(Modem上网的最高带宽为56kbps)，图像传输质量差，帧率严重不足，每秒只有3-4帧图像。现在，已有多种宽带网络的接入方式可供用户选择，如xDSL、有线通、网通宽带等，使得真正意义上的可视通讯成为可能。基于IP网络的宽带可视电话应运而生。

传统的基于IP的可视电话采用了MCU+DSP的解决方案，音频、视频的压缩解压都是通过专用的ASIC芯片完成的，如台湾丽台的产品。结构复杂，成本高，而且可扩展性差。

发明内容

本实用新型提供了一种简单、可靠、功能完备的基于IP的可视电话机，不仅具有可视电话机的一般功能：语音与图像双向实时传输，而且具有收发短消息、语音留言、电话薄的功能；本实用新型具有视频输入/输出接口、音频输入/输出接口，可连接摄像机、电视机、监视器、麦克风、音箱等影音设备。

本实用新型所采用的技术方案是：基于IP的可视电话机，含有DSPCPU处理控制核心、PCI总线仲裁与控制电路、以太网控制电路、FLASH、视频输入处理器、视频输出处理器、音频编解码电路，其特征是所述的DSPCPU处理控制核心分别与PCI总线仲裁与控制电路、以太网控制电路、视频输入处理器、视频输出处理器、音频编解码电路、FLASH、SDRAM、EEPROM相连接；PCI总线仲裁与控制电路分别与以太网控制电路、FLASH、指示灯、键盘相连接；以太网控制电路与以太网接口相连接；视频输入处理器分别与视频输入接口、图像传感器相连接；视频输出处理器分别与视频输出接口、LCD相连接；音频编解码电路与音频放大电路相连接；音频放大电路分别与音频输入接口、音频输出接口相连接。

所述的DSPCPU处理控制核心的主要元器件为集成块U₁，U₁的PCI总线与PCI总线仲裁与控制电路、以太网控制电路相连；U₁的PCI总线中的数据地址复用总线与FLASH相连；U₁的视频输入数据线、IIC总线与视频输入处理器相连；U₁的视频输出数据线、IIC总线与视频输出处理器相连；U₁的IIS音频数据总线与音频编解码电路相连；U₁的MMI存储器接口线与SDRAM相连；U₁的IIC总线与EEPROM相连。

所述的PCI总线仲裁与控制电路采用CPLD可编程逻辑集成电路U₅；U₅的IO线通过PCI总线与DSPCPU处理控制核心、以太网控制电路相连；U₅的IO线与FLASH、指示灯、键盘相连接。

所述的以太网控制电路采用集成块U₇；U₇的PCI总线与DSPCPU处理控制核心、PCI总线仲裁与控制电路相连；U₇的MII接口线与以太网接口电路相连。

所述的FLASH采用集成块U₆；U₆的地址总线、数据总线与集成块U₁的PCI总线中的数据地址复用总线相连；U₆的控制线与集成块U₅的IO线相连。

所述的视频输入处理器采用集成块U₂；U₂的视频输出数据线与集成块U₁相连；U2的视频模拟输入线分别与视频输入接口、图像传感器相连接。

所述的视频输出处理器采用集成块U₃；U₃的视频输入数据线与集成块U₁相连；U₃的视频模拟输出线分别与视频输出接口、LCD相连接。

所述的音频编解码电路采用集成块U₄；U₄的IIS音频数据总线与集成块U₁相连；U₄的音频模拟输入线、音频模拟输出线与音频放大电路相连，音频放大电路分别与音频输入接口、音频输出接口相连接。

将基于IP的可视电话机接通电源，并连接到IP宽带网络，配置好网络参数后，输入对方的IP地址，就可以进行呼叫了，当双方建立连接，即可以面对面地进行可视通话，通话模式有多种可以选择，私密模式下能看到对方的图像，而对方看不到本方的图像；画中画模式可以把双方的图像同时在LCD上显示出来；在通话状态中按静音键进入静音模式，可以使对方无法听到你的声音。

进入可视电话的短消息菜单界面，通过键盘操作，可以编写、修改、发送、阅读、保存、删除短消息，短消息的编写和修改有数字、字母、中文拼音三种输入模式。在编写好短消息，只要输入短消息接受方的IP地址，就可以发送短消息了。

进入可视电话的语音信箱界面，可以收听、保存、删除收到的留言；进入本机留言界面，可以发送、录制、收听和删除自己留言。

进入可视电话的电话薄界面，可以添加、修改电话簿地址记录。

本实用新型的液晶显示器——LCD，采用5.6寸和7寸两种款型，是目前国内可视电话中显示器尺寸最大的。大尺寸的液晶显示器可以给使用者提供更宽阔的视野和更清晰的图像，DSPCPU处理控制核心高效的图像编解码性能即使在有限的网络带宽下也能保证了图像的实时性，使得图像清晰、流畅。这种效果是传统的基于PSTN(公共电话交换网)的可视电话所不能比拟的。在提供高质量的图像的同时，由于采用高位数的音频采样，在声音效果上更体现出完美的音质。

本实用新型的图像传感器，采用CCD(电荷耦合器件)图像传感器，高达50万像数的解析度，相对于CMOS(互补金属氧化物半导体器件)图像传感器，具有灵敏度高、图像质量高的优点，这样从源头上保证了图像的质量。

本实用新型采用philips公司的TriMedia多媒体处理器PNX1300作为DSPCPU处理控制核心，此款处理器是philips公司专门针对多媒体应用而开发的，属于嵌入式处理器，它集成了MCU(微控制单元)和DSP数字信号处理)两个强大的核心，使得图像编解码的性能大大提高。利用其强大的编解码的性能以及微处理控制能力，在可视电话上实现单片解决方案，这是国内前所未有的，在世界上也是独一无二的。PNX1300的DSPCPU处理控制核心，再加上存储电路(SDRAM、EEPROM、FLASH)、PCI总线仲裁与控制电路、以太网控制电路、视音频等外围电路所组成的可视电话实现方案，是最简洁的方案，也是最可靠的方案。由于本实用新型的芯片解决方案非常简单，这也必然促使其产品生产成本的维持较低的水平，性能价格比优势明显。

同现有的其他可视电话相比较，本实用新型系统结构简单，造型美观大方，使用方便。外型上充分考虑了用户使用习惯，软件的菜单操作尽量地简明易懂，最大限度地使电话的可视功能以及IP宽带网络传输的优势体现出来，并考虑视音频接口的可扩展性，使得可视电话可视功能和网络信息传输功能完美地展现。

附图说明

图1为本实用新型的原理框图

图2为DSPCPU处理控制核心1的原理图

图3为PCI总线仲裁与控制电路5的原理图

图4为以太网控制电路7的原理图

图5为FLASH6的原理图

图6为EEPROM9的原理图

图7为视频输入处理器2的原理图

图8为视频输出处理器3的原理图

图9为音频编解码电路4的原理图

图10为SDRAM10的原理图

具体实施方案

本实施例所采用的集成电路型号如下：

U1 采用PHILIPS公司TriMedia PNX1300系列媒体处理器芯片(PNX1300系列芯片包括PNX1300、PNX1301、PNX1302，其代表芯片为PNX1300)；

U2 SAA7113： U6 E28F640J3A；

U3 SAA7121； U7 AN983B；

U4 UDA1344TS； U9 24C16；

U5 EPM3128A； U10 MT48LC16M16A2。

图1为本实用新型的原理框图，包括：DSPCPU处理控制核心1、视频输入处理器2、视频输出处理器3、音频编解码电路4、PCI总线仲裁与控制电路5、FLASH6、以太网控制电路7、以太网接口8、EEPROM9、SDRAM10、视频输入接口11、图像传感器12、视频输出接口13、LCD14、音频输出接口15、音频放大电路16、音频输入接口17、指示灯18、键盘19。DSPCPU处理控制核心1分别与PCI总线仲裁与控制电路5、以太网控制电路7、视频输入处理器2、视频输出处理器3、音频编解码电路4、FLASH6、SDRAM10、EEPROM9相连接；PCI总线仲裁与控制电路5分别与以太网控制电路7、FLASH6、指示灯18、键盘19相连接；以太网控制电路7与以太网接口8相连接；视频输入处理器2分别与视频输入接口11、图像传感器12相连接；视频输出处理器3分别与视频输出接口13、LCD14相连接；音频编解码电路4与音频放大电路16相连接；音频放大电路16分别与音频输入接口17、音频输出接口15相连接。

图2为DSPCPU处理控制核心1的原理图，DSPCPU处理控制核心1采用集成块U₁(型号PNX1300)，其连接关系如下：U₁的PCI总线(PCI_AD0、PCI_AD1、PCI_AD2、PCI_AD3、PCI_AD4、PCI_AD5、PCI_AD6、PCI_AD7、PCI_AD8、PCI_AD9、PCI_AD10、PCI_AD11、PCI_AD12、D13、PCI_AD14、PCI_AD15、PCI_AD16、PCI_AD17、PCI_AD18、PCI_AD19、PCI_AD20、PCI_AD21、PCI_AD22、PCI_AD23、PCI_AD24、PCI_AD25、PCI_AD26、PCI_AD27、PCI_AD28、PCI_AD29、PCI_AD30、PCI_AD31、PCI_CBE0、PCI_CBE1、PCI_CBE2、PCI_CBE3、PCI_PAR、PCI_A PCI_SERR、PCI_PERR、PCI_STOP、PCI_DEVSEL、PCI_TRDY、PCI_IRDY、PCI_FRAME、PCIREQ0#、PCIGNT0#、PCICLK0、CPUPCIRST#、PCI_INTA、PCI_INTB、PCI_INTC、PCI_INTD)与PCI总线仲裁与控制电路5、以太网控制电路7相连；U₁的PCI总线中的数据地址复用总线与FLASH6相连；U₁的视频输入数据线、IIC总线与视频输入处理器2相连；U₁的视频输出数据线、IIC总线与视频输出处理器3相连；U₁的IIS音频数据总线与音频编解码电路4相连；U₁的MMI存储器接口线与SDRAM10相连；U₁的IIC总线与EEPROM9相连。

图3为PCI总线仲裁与控制电路5的原理图，PCI总线仲裁与控制电路采用集成块U₅(型号EPM3128A)，其连接关系如下：U₅的I/O口脚(FLASHRST#、PCI_CBE0、PCI_CBE1、FLASHRST#)与FLASH6相连接，U₅的I/O口脚(EXP0、EXP1、EXP2、EXP3、EXP4、EXP5、EXP6、EXP7、EXP8、EXP9)与指示灯18相连接、U₅的I/O口脚(KBDC0、KBDC1、KBDC2、KBDC3、KBDC4、KBDR0、KBDR1、KBDR2、KBDR3、KBDR4、KBDR5)与键盘19相连接。

图4为以太网控制电路7的原理图，以太网控制电路采用集成块U₇(型号AN983B)，其连接关系如下：U₇的PCI总线(PCI_AD0、PCI_AD1、PCI_AD2、PCI_AD3、PCI_AD4、PCI_AD5、PCI_AD6、PCI_AD7、PCI_AD8、PCI_AD9、PCI_AD10、PCI_AD11、PCI_AD12、D13、PCI_AD14、PCI_AD15、PCI_AD16、PCI_AD17、PCI_AD18、PCI_AD19、PCI_AD20、PCI_AD21、PCI_AD22、PCI_AD23、PCI_AD24、PCI_AD25、PCI_AD26、PCI_AD27、PI_AD28、PCI_AD29、PCI_AD30、PCI_AD31、PCI_CBE0、PCI_CBE1、PCI_CBE2、PCI_CBE3、PCI_PAR、PCI_A PCI_SERR、PCI_PERR、PCI_STOP、PCI_DEVSEL、PCI_TRDY、PCI_IRDY、PCI_FRAME、PCI_INTA、PCIGNT1#、PCIREQ1#、PCICLK1)与DSPCPU处理控制核心1、PCI总线仲裁与控制电路5相连接；U₇的差分电平信号线(RXIP、RXIN、TXON、TXOP)与以太网接口8相连接。

图5为FLASH6的原理图，FLASH采用集成块U₆(型号E28F640J3A)，其连接关系如下：U₆的数据线(PCI_AD23、PCI_AD24、PCI_AD25、PCI_AD26、PCI_AD27、PCI_AD28、PCI_AD29、PCI_AD30、PCI_AD31)和地址线(PCI_AD0、PCI_AD1、PCI_AD2、PCI_AD3、PCI_AD4、PCI_AD5、PCI_AD6、PCI_AD7、PCI_AD8、PCI_AD9、PCI_AD10、PCI_AD11、PCI_AD12、D13、PCI_AD14、PCI_AD15、PCI_AD16、PCI_AD17、PCI_AD18、PCI_AD19、PCI_AD20、PCI_AD21、PCI_AD22)与DSPCPU处理控制核心1的PCI总线相连接；U₆的控制线与PCI总线仲裁与控制电路5相连接。

图6为EEPROM9的原理图，EEPROM9采用集成块U₉(型号24C16)，其IIC总线(TMSDA、TMSCL0)与DSPCPU处理控制核心1相连接。

图7为视频输入处理器2的原理图，视频输入处理器2采用集成块U₂(型号SAA7113)，其连接关系如下：U₂的视频数据输出线(VI_DATA0、VI_DATA1、VI_DATA2、VI_DATA3、VI_DATA4、VI_DATA5、VI_DATA6、VI_DATA7)、视频时钟线(VI_CLK)与DSPCPU处理控制核心1相连接；U₂的模拟视频输入线(VIN1、VIN2)与视频输入接口11、图像传感器12相连接，U₂的控制线(TMSDA、TMSCL、VINRST)与PCI总线仲裁与控制电路5相连接。

图8为视频输出处理器3的原理图，视频输出处理器3采用集成块U₃(型号SAA7121)，其连接关系如下：U₃的视频数据输出线(VO_DATA0、VO_DATA1、VO_DATA2、VO_DATA3、VO_DATA4、VO_DATA5、VO_DATA6、VO_DATA7)、视频时钟线(VO_CLK)DSPCPU处理控制核心1相连接；U₃的控制线(TMSDA、TMSCL、VOUTRST#)与PCI总线仲裁与控制电路5相连接；U₃的模拟视频输出线(CVBS)与视频输出接口13、LCD14相连接。

图9为音频编解码电路4的原理图，音频编解码电路4采用集成块U₄(型号UDA1344TS)，其连接关系如下：U₄的IIS音频数据总线(AO_SD1、AO_WS、AO_SCK、AI_SD、AO_OSCK)与DSPCPU处理控制核心1相连接；U₄的模拟音频输入线(MICRO、MICLO)、模拟音频输出线(VOUTR、VOUTL)与音频放大电路16相连接。

图10为SDRAM10的原理图，SDRAM采用两片集成块U₁₀(型号MT48LC16M16A2)，其连接关系如下：U₁₀的数据线(MM_DQ0、MM_DQ1、MM_DQ2、MM_DQ3、MM_DQ4、MM_DQ5、MM_DQ6、MM_DQ7、MM_DQ8、MM_DQ9、MM_DQ10、MM_DQ11、MM_DQ12、MM_DQ13、MM_DQ14、MM_DQ15、MM_DQ16、MM_DQ17、MM_DQ18、MM_DQ19、MM_DQ20、MM_DQ21、MM_DQ22、MM_DQ23、MM_DQ24、MM_DQ25、MM_DQ26、MM_DQ27、MM_DQ28、MM_DQ29、MM_DQ30、MM_DQ31、)、地址线(MM_A0、MM_A1、MM_A2、MM_A3、MM_A4、MM_A5、MM_A6、MM_A7、MM_A8、MM_A9、MM_A10、MM_A11、MM_A13、)、控制线(MM_CS2、MM_CS3、MM_DQM0、MM_DQM1、MM_DQM2、MM_DQM3、MM_WE、MM_CAS、MM_RAS)、时钟线(MM_CKE0、MM_CLK0、MM_CKE1、MM_CLK1)与DSPCPU处理控制核心1相连接。

工作原理阐述：

本实用新型的BOOT程序写入EEPROM10，控制程序写入FLASH6中。将本实用新型的以太网接口通过网线与LAN、VPN、xDSL等宽带网络相连接，接通电源。通过键盘19输入对方的目标IP地址、目标名称、目标电话号码三者中的其一，按“确认”键即可以呼叫了。当可视电话通过网络找到目标机后，可视通话就建立了，这时双方就可以进行图像与声音的实时双向传输，本方LCD显示对方的图像，对方LCD显示本方的图像。通过按键控制有多种通话模式可以相互切换。私密模式下能看到对方的图像，而对方看不到本方的图像；画中画模式可以把双方的图像同时在LCD上显示出来；在静音模式下，可以使对方无法听到你的声音。

发送过程：

1.图像传感器12将采集到的光信号转换为电信号，以模拟视频信号方式输入视频输入处理器2，或者由视频输入接口11直接将模拟视频信号方式输入视频输入处理器2；音频输入接口17将模拟音频信号经音频放大电路16放大处理后输入音频编解码电路4；

2.视频输入处理器2将模拟视频信号转换为标准ITU 656 YUV视频数据信号，输入到DSPCPU处理控制核心1；音频编解码电路4将模拟音频信号转换为音频数据信号，输入到DSPCPU处理控制核心1；

3.DSPCPU处理控制核心1将视音频数据经过编码压缩处理，通过PCI总线传送到以太网控制电路7；

4.以太网控制电路7将编码压缩后的视音频数据以网络数据包的形式传给网络接口8，通过宽带网络把数据传给对方，实现数据的发送过程。

接收过程：

1.对方可视电话的网络接口8将来自宽带网络的视音频数据，传送到以太网控制电路7；

2.以太网控制电路7将网络数据通过PCI总线传送给DSPCPU处理控制核心1；

3.DSPCPU处理控制核心1将视频数据经过解码处理转换为标准ITU 656 YUV视频数据信号，传送到视频输出处理器3；把音频数据处理后传送到音频编解码电路4；

4.视频输入处理器2将标准ITU 656 YUV视频数据信号转换为模拟视频信号，输出至LCD14和视频输出接口15；音频编解码电路4将音频数据信号转换为模拟音频信号，经音频放大电路16放大处理后输出到音频输出接口15。

Claims

1.基于IP的可视电话机，含有DSPCPU处理控制核心(1)、PCI总线仲裁与控制电路(5)、以太网控制电路(7)、FLASH(6)、视频输入处理器(2)、视频输出处理器(3)、音频编解码电路(4)，其特征在于：所述的DSPCPU处理控制核心(1)分别与PCI总线仲裁与控制电路(5)、以太网控制电路(7)、视频输入处理器(2)、视频输出处理器(3)、音频编解码电路(4)、FLASH(6)、SDRAM(10)、EEPROM(9)相连接；PCI总线仲裁与控制电路(5)分别与以太网控制电路(7)、FLASH(6)、指示灯(18)、键盘(19)相连接；以太网控制电路(7)与以太网接口(8)相连接；视频输入处理器(2)分别与视频输入接口(11)、图像传感器(12)相连接；视频输出处理器(3)分别与视频输出接口(13)、LCD(14)相连接；音频编解码电路(4)与音频放大电路(16)相连接；音频放大电路(16)分别与音频输入接口(17)、音频输出接口(15)相连接。

2.根据权利要求1所述的基于IP的可视电话机，其特征在于：所述的DSPCPU处理控制核心(1)的主要元器件为集成块U₁，U₁的PCI总线与PCI总线仲裁与控制电路(5)、以太网控制电路(7)相连；U₁的PCI总线中的数据地址复用总线与FLASH(6)相连；U₁的视频输入数据线、IIC总线与视频输入处理器(2)相连；U₁的视频输出数据线、IIC总线与视频输出处理器(3)相连；U₁的IIS音频数据总线与音频编解码电路(4)相连；U₁的MMI存储器接口线与SDRAM(10)相连；U₁的IIC总线与EEPROM(9)相连。

3.根据权利要求1所述的基于IP的可视电话机，其特征在于：所述的PCI总线仲裁与控制电路(5)采用CPLD可编程逻辑集成电路U₅；U₅的IO线通过PCI总线与DSPCPU处理控制核心(1)、以太网控制电路(7)相连；U₅的IO线与FLASH(6)、指示灯(18)、键盘(19)相连接。

4.根据权利要求1所述的基于IP的可视电话机，其特征在于：所述的以太网控制电路(7)采用集成块U₇；U₇的PCI总线与DSPCPU处理控制核心(1)、PCI总线仲裁与控制电路(5)相连；U₇的MII接口线与以太网接口电路(8)相连。

5.根据权利要求1所述的基于IP的可视电话机，其特征在于：所述的FLASH(6)采用集成块U₆；U₆的地址总线、数据总线与集成块U₁的PCI总线中的数据地址复用总线相连；U₆的控制线与集成块U₅的IO线相连。

6.根据权利要求1所述的基于IP的可视电话机，其特征在于：所述视频输入处理器(2)采用集成块U₂；U₂的视频输出数据线与集成块U₁相连；U₂的视频模拟输入线分别与视频输入接口(11)、图像传感器(12)相连接。

7.根据权利要求1所述的基于IP的可视电话机，其特征在于：所述的视频输出处理器(3)采用集成块U₃；U₃的视频输入数据线与集成块U₁相连；U₃的视频模拟输出线分别与视频输出接口(13)、LCD(14)相连接。

8.根据权利要求1所述的基于IP的可视电话机，其特征在于：所述的音频编解码电路(4)采用集成块U₄；U₄的IIS音频数据总线与集成块U₁相连；U₄的音频模拟输入线、音频模拟输出线与音频放大电路(16)相连，音频放大电路(16)分别与音频输入接口(17)、音频输出接口(15)相连接。