融合通信中雙模話機(jī)軟件功能模塊的設(shè)計(jì)

摘要: 隨著通信技術(shù)的發(fā)展，人們對(duì)話機(jī)通話的功能需求越來(lái)越高，而基于嵌入式實(shí)現(xiàn)的PSTN/VoIP雙模話機(jī)能夠靈活的處理話機(jī)的基本功能和增值功能。本文在介紹該雙模話機(jī)實(shí)現(xiàn)架構(gòu)的同時(shí)，著重討論了在架構(gòu)中處于核心地位的軟件功能控制模塊的組成和實(shí)現(xiàn)。并結(jié)合實(shí)例，分析了模塊的實(shí)現(xiàn)過(guò)程機(jī)理和軟件層的函數(shù)接口。

關(guān)鍵詞: 雙模話機(jī);控制模塊;嵌入式系統(tǒng)

隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和個(gè)人計(jì)算機(jī)平臺(tái)的發(fā)展，人們對(duì)通信中的數(shù)據(jù)多媒體處理和相關(guān)的增值服務(wù)，要求越來(lái)越高。其中，VoIP(Voice Over IP)技術(shù)提供了一種基于IP的通信方式[1]。

為了適應(yīng)市場(chǎng)的需求，一種以用嵌入式的技術(shù)實(shí)現(xiàn)PSTN與VoIP通話功能為主，在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)多媒體的良好數(shù)據(jù)處理和靈活的增值服務(wù)功能的雙模話機(jī)方案便應(yīng)運(yùn)而生。

本文介紹這種方案的實(shí)現(xiàn)原理的基礎(chǔ)上，分析了其中的軟件核心控制模塊的實(shí)現(xiàn)機(jī)理，并以已實(shí)現(xiàn)的功能來(lái)闡述方案的優(yōu)勢(shì)。

1 雙模話機(jī)的實(shí)現(xiàn)原理

雙模話機(jī)主要實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)PSTN的電話功能和VoIP的語(yǔ)音通話功能。為了追求簡(jiǎn)便高效的設(shè)計(jì)，采取如下的設(shè)計(jì)方案。

話機(jī)實(shí)現(xiàn)硬件為ARM7處理器，以u(píng)CLinux為操作系統(tǒng)[2]。操作系統(tǒng)之上使用了自行設(shè)計(jì)的應(yīng)用軟件保證了通話和增值功能的實(shí)現(xiàn)。

話機(jī)狀態(tài)的切換和對(duì)硬件事件的響應(yīng)控制，主要在應(yīng)用層實(shí)現(xiàn)。在應(yīng)用層主要分成如下的模塊:控制模塊、短消息模塊、通話模塊、鬧鈴模塊、歷史記錄模塊、空閑模塊、來(lái)電接聽模塊、以及網(wǎng)絡(luò)模塊。

這些模塊中最重要的是控制模塊，負(fù)責(zé)對(duì)消息的控制和模塊之間的總控和切換，是整個(gè)雙模話機(jī)調(diào)度的核心。下面就介紹控制模塊(CCM模塊)。

2控制模塊的實(shí)現(xiàn)框架

CCM模塊為控制模塊，它不斷的獲取事件消息，并根據(jù)消息種類和當(dāng)前實(shí)際活動(dòng)的功能模塊，分配給相應(yīng)的功能模塊并調(diào)用相應(yīng)功能模塊的函數(shù)來(lái)處理響應(yīng)的消息[3]。

2.1功能模塊的劃分

話機(jī)不同功能和狀態(tài)之間的切換，是通過(guò)對(duì)事件的響應(yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。CCM接受到不同的消息，根據(jù)消息的種類，將消息分發(fā)給子功能模塊，由子模塊處理該消息，處理完畢后，返回CCM模塊。

各模塊之間的協(xié)作過(guò)程，可由圖2所示。

各模塊都有相應(yīng)的處理函數(shù)，而CCM處于核心的地位，當(dāng)話機(jī)接收到消息或狀態(tài)發(fā)生轉(zhuǎn)變時(shí)，話機(jī)會(huì)將切換至相應(yīng)的功能模塊，由相應(yīng)功能模塊處理。

2.2消息的種類

在本軟件系統(tǒng)中，采用常用的消息響應(yīng)機(jī)制設(shè)計(jì)模式。即按照設(shè)計(jì)需要，在整個(gè)話機(jī)的軟件設(shè)計(jì)中，含有如下的消息種類:INCOMING、DIALING、KEYBOARD、NET、TIMER、CLOCK、SMS等。各種發(fā)生的事件會(huì)產(chǎn)生消息，導(dǎo)致話機(jī)狀態(tài)的切換，由控制模塊中的函數(shù)來(lái)處理不同的事件消息。

2.3控制模塊的實(shí)現(xiàn)

控制模塊首先調(diào)用函數(shù)完成自身的初始化，此后控制模塊從存儲(chǔ)消息的消息隊(duì)列中，獲取消息并進(jìn)行處理，并將消息分發(fā)至不同的功能模塊。控制模塊需要其他模塊來(lái)協(xié)助話機(jī)功能的實(shí)現(xiàn)。

2.3.1 控制模塊的初始化過(guò)程

雙模話機(jī)系統(tǒng)啟動(dòng)的過(guò)程中，最早調(diào)用的模塊的即是控制模塊(CCM)，因?yàn)樵挋C(jī)需要顯示初始界面，以及對(duì)必要的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間進(jìn)行初始化。因此CCM最初會(huì)自行切換到IDLE模塊。

該函數(shù)將當(dāng)前的狀態(tài)切換到了IDLE狀態(tài)，并將狀態(tài)切換至IDLE功能處理模塊。并將話機(jī)的摘機(jī)和免提狀態(tài)切換的初始化狀態(tài)。該子模塊完成后，話機(jī)初始化完畢處于空閑狀態(tài)，等待消息的到來(lái)。

2.3.2 消息輪詢子函數(shù)模塊

模塊之間的行為控制以及不同模塊之間的切換是通過(guò)“響應(yīng)消息”的機(jī)制來(lái)實(shí)現(xiàn)的。每當(dāng)產(chǎn)生消息，消息會(huì)被存儲(chǔ)消息隊(duì)列中。

消息隊(duì)列是一個(gè)先入先出的隊(duì)列，在程序中有專門的消息體資源池，該資源的獲取和釋放均通過(guò)專有的API進(jìn)行操作和管理。

CCM的消息輪詢函數(shù)，不斷地從已存消息事件的隊(duì)列中將消息取出來(lái)，并由此時(shí)處于運(yùn)行狀態(tài)的子模塊來(lái)處理該消息，處理完畢后，子模塊將該消息事件清除，并將控制權(quán)重新交給CCM模塊。

2.3.3 事件消息處理的分配與模塊的切換

CCM對(duì)消息的處理與分配給子模塊的過(guò)程可由圖3所示。CCM取出消息隊(duì)列隊(duì)頭的事件消息后，會(huì)將該事件消息傳遞給當(dāng)前正在活動(dòng)的功能模塊。例如此時(shí)處于活動(dòng)的模塊為歷史記錄模塊，這時(shí)就會(huì)調(diào)用歷史記錄模塊的處理函數(shù)，對(duì)該事件進(jìn)行處理。

3雙模話機(jī)運(yùn)行測(cè)試

本文所描述的是一個(gè)結(jié)合PSTN應(yīng)用與VoIP技術(shù)的雙模話機(jī)終端的開發(fā)過(guò)程。產(chǎn)品的主要功能是實(shí)現(xiàn)終端與PC機(jī)上常用的軟電話的互聯(lián)互通以及附帶強(qiáng)大的電話本功能。對(duì)該產(chǎn)品測(cè)試重點(diǎn)在于其是否能打通PSTN電話、并且是否能與IP端進(jìn)行正常通信。

通過(guò)對(duì)Incoming事件和Talking事件的處理，雙模話機(jī)可以實(shí)現(xiàn)通話的基本功能，同時(shí)在通信過(guò)程中，各功能模塊如History、SMS模塊也能做到實(shí)時(shí)的響應(yīng)，基本滿足了之前設(shè)計(jì)的要求。

4結(jié)束語(yǔ)

本文主要介紹了基于ARM嵌入式的雙模話機(jī)的實(shí)現(xiàn)，該話機(jī)具備傳統(tǒng)PSTN電話和VoIP電話的功能，文章著重介紹了核心控制模塊——CCM的實(shí)現(xiàn)框架和工作流程原理，通過(guò)對(duì)控制模塊和其余功能模塊之間的聯(lián)系與切換，闡述了整個(gè)話機(jī)的軟件應(yīng)用層的狀態(tài)流程。最后通過(guò)測(cè)試，證明該實(shí)現(xiàn)該方案實(shí)現(xiàn)無(wú)誤，可以在ARM上實(shí)現(xiàn)雙模話機(jī)的功能。

參考文獻(xiàn):

[[1]肖振華，徐玉斌，解輝.基于嵌入式Linux 2.6實(shí)時(shí)優(yōu)化[J].計(jì)算機(jī)技術(shù)與發(fā)展.2008，18(11):83-90.

[2]劉文峰，李程遠(yuǎn)，李善平.嵌入式Linux操作系統(tǒng)的研究[J].浙江大學(xué)學(xué)報(bào):工學(xué)版，2004，38(4):447-452.

[3]徐熾，張聞芳.基于SIP協(xié)議的VOIP系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].科學(xué)技術(shù)與工程.2008，8(10):2589-2592.

作者簡(jiǎn)歷:

葛俊，1984年，男，碩士研究生，研究方向:嵌入式通信技術(shù);裴文江，男，教授，博士生導(dǎo)師