基于以太网的电话通信系统

论文摘要

目前,我国大多数企业采用了独立运行的计算机网络、电话通信网、视频监控网等多种网络并存的组网方式。这种组网方式需要大量的设备费、线路费、维护和维修费,并且由于布线多给维修带来极大不便,对环境也带来影响。针对这种组网方式的缺点,本课题利用以太网高带宽的特点,制作完成了基于以太网的电话通信系统。本文首先阐述了TCP/IP协议的原理和ADPCM编解码原理,重点分析了本课题中所涉及到的ARP协议、IP协议、ICMP协议、UDP协议和TCP协议。然后根据设计要求提出了系统硬件设计方案,确定了以FPGA为核心,包含电话机接口电路和以太网接口电路的系统硬件电路原理图,并对各硬件模块进行了详细分析。同时还对PFGA内部的逻辑编程进行了详细描述。最后本文介绍了系统软件,并对涉及到的以太网协议进行了详细分析。本文所描述的系统将企业内部的电话通信网融入到局域计算机网络中,实现了二网合一。实验证明,该系统能够在局域网内完成常规电话系统的所有功能,并且有较好的语音通话质量,具有较高的实用价值和社会经济效益。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 选题背景
• 1.2 总体方案设计及可行性分析
• 1.2.1 总体方案设计
• 1.2.2 可行性分析
• 1.3 本文的主要内容及创新点
• 第二章 TCP/IP协议分析及 ADPCM编码原理
• 2.1 TCP/IP 协议的历史及发展过程
• 2.2 TCP/IP 各层介绍及功能
• 2.3 TCP/IP 的作用
• 2.4 TCP/IP 协议分析
• 2.4.1 ARP（地址解析协议）
• 2.4.2 IP（互联网协议）
• 2.4.3 ICMP（因特网控制报文协议）
• 2.4.4 UDP（用户数据报协议）
• 2.4.5 TCP（传输控制协议）
• 2.5 ADPCM 编码原理
• 第三章 硬件设计
• 3.1 硬件总体设计
• 3.2 电话接口模块
• 3.2.1 用户电路、铃流电路及MT8870 收号电路
• 3.2.2 ADPCM 编译码电路
• 3.3 以太网接口模块
• 3.4 FPGA 核心模块
• 3.4.1 FPGA 最小系统及JTAG 接口
• 3.4.2 程序存储器及数据存储器电路
• 3.4.3 其它模块电路
• 第四章 FPGA内部逻辑设计
• 4.1 51IP 核最小系统模块
• 4.2 语音信号接收与发送模块
• 4.2.1 ADPCM 编译码时序的设计
• 4.2.2 并行 ADPCM 数据与51 核的接口
• 4.3 外围设备控制模块
• 4.3.1 外围设备地址分配
• 4.3.2 数据存储器和程序存储器的总线接口
• 第五章 系统软件设计
• 5.1 以太网层程序
• 5.1.1 以太网层设置信息
• 5.1.2 以太网层数据接收
• 5.2 ARP 协议处理程序
• 5.2.1 ARP 协议设置信息
• 5.2.2 ARP 接收帧处理
• 5.2.3 ARP 发送帧处理
• 5.3 IP 协议处理程序
• 5.3.1 IP 协议设置信息
• 5.3.2 16 位校验和计算函数
• 5.3.3 IP 报数据接收
• 5.3.4 IP 报数据发送
• 5.4 ICMP 协议处理程序
• 5.4.1 ICMP 协议设置信息
• 5.4.2 PING 应答帧回发处理
• 5.4.3 ICMP 目标端口不可达错误处理
• 5.5 UDP 协议处理程序
• 5.5.1 UDP 协议设置信息
• 5.5.2 UDP 数据接收
• 5.6 TCP 协议处理程序
• 5.6.1 TCP 协议设置信息
• 5.6.2 TCP 数据接收
• 总结与展望
• 参考文献
• 致谢