SIP telefon STM32F7-Discovery'l

Tere kõigile.

Mõni aeg tagasi me kirjutanud rääkisime, kuidas me suutsime käivitada SIP telefoni STM32F4-Discovery'l (1 MB ROM ja 192 KB RAM) põhjal Embox. Siinkohal tuleb märkida, et see versioon oli minimaalne ja ühendab kahte telefoni otse ilma serverita ning hääle edastamine toimus vaid ühes suunas. Seetõttu otsustasime käivitada täisfunktsionaalsema telefoni, mis helistab serveri kaudu ja edastab häält mõlemas suunas, kuid ühtlasi püüame mahtuda võimalikult väikese mälumahtu.

Telefoni jaoks otsustati valida rakendus simple_pjsua PJSIP teegi koosseisus. See on minimaalne rakendus, mis suudab registreeruda serveris, vastu võtta ja helistada. Allpool toon kohe välja, kuidas seda STM32F7-Discovery'l käivitada.

Kuidas käivitada

1. Konfigureerime Emboxi

   make confload-platform/pjsip/stm32f7cube

2. Failis conf/mods.config määrame vajalikud SIP konto andmed.

   
   include platform.pjsip.cmd.simple_pjsua_imported(
       sip_domain="server",
       sip_user="username",
       sip_passwd="password")
   

   kus server — see on SIP server (näiteks, sip.linphone.org), username ja password — kasutajanimi ja parool konto jaoks.

3. Koostame Emboxi käsuga make. Meil on plaadi flashimise kohta teavet vikis ja artiklis.
4. Käivitame Emboxi konsoolis käsu “simple_pjsua_imported”

   
   00:00:12.870    pjsua_acc.c  ....SIP väljastamise staatus aknas 0 ei ole aktiivne
   00:00:12.884    pjsua_acc.c  ....sip:alexk2222@sip.linphone.org: registreerimine õnnestus, staatus=200 (Registreerimine õnnestus
   00:00:12.911    pjsua_acc.c  ....Säilitamise taimer käivitatud aknas 0, sihtkoht:91.121.209.194:5060, intervall:15s
   

5. Lõpuks peab ühendama kõlarite või kõrvaklappide heliväljundi ja rääkima kahe väikese MEMS mikrofoniga ekraani kõrval. Helistame Linuxist rakenduse simple_pjsua, pjsua kaudu. Või võib kasutada ka mõnda muud, näiteks linphone'i.

Kõik see on kirjeldatud meie vikis.

Kuidas me siia jõudsime

Nii et alguses oli küsimus riistvara platvormi valikust. Kuna oli selge, et STM32F4-Discovery ei sobi mälumahtude tõttu, valiti STM32F7-Discovery. Sellel on 1 MB mälukaart ja 256 KB RAM (+ 64 KB spetsiaalset kiiret mälu, mida me ka kasutame). Samuti pole see piisav serveri kaudu kõnede jaoks, kuid otsustasime proovida sisse mahutada.

Otsustasime ülesande tinglikult mitmeks etapiks jagada:

• PJSIP käivitamine QEMU-s. See oli mugav silumiseks, pluss seal oli juba AC97 koodeki tugi.
• Häälte salvestamine ja esitamine QEMU-s ja STM32-s.
• Rakenduse portimine simple_pjsua PJSIP-ist. See võimaldab registreeruda SIP serveris ja helistada.
• Tee enda Asteriski baasil server üles ja testige seda, seejärel proovige väliseid, nagu sip.linphone.org

Emboxis töötab heli Portaudio kaudu, mida kasutatakse ka PISIP-is. QEMU-s ilmnesid esimesed probleemid — 44100 Hz WAV failid mängisid hästi, kuid 8000 Hz puhul ei läinud kõik õigesti. Selgus, et asi oli sageduse seadistuses — vaikimisi oli seadmel seade 44100 ja meil seda programmiliselt ei muudetud.

Siin on võib-olla vajalik natuke selgitada, kuidas heli üldiselt mängitakse. Helikaardile saab seadistada viitamise mingi mälukoha juurde, kust tuleb mängida või salvestada eelnevalt seadistatud sagedusel. Pärast seda, kui põranda täitmine lõpeb, genereeritakse katkestus ja täitmine jätkub järgmise põranda juurest. Asi on selles, et neid põrandaid tuleb täita ette, enne kui eelmine mängitakse. Sellega probleemiga kohtume hiljem ka STM32F7-l.

Seejärel rentisime serveri ja paigaldasime sellele Asteriski. Kuna pidime palju tõrkeotsingut tegema ja ei tahtnud palju mikrofoni rääkida, oli vajalik automatiseeritud esitamine ja salvestamine. Selleks muutsime simple_pjsua nii, et saaksime faile meedia seadmete asemel sisestada. PJSIP-is on seda üsna lihtne teha, kuna neil on olemas port, mis võib olla nii seade kui ka fail. Nende porte saab paindlikult ühendada teiste portidega. Koodi saab vaadata meie pjsip-is. repositoriisLõpuks oli skeem järgmine. Serveris Asterisk registreerisin kaks kontot — ühte Linuxi ja ühte Emboxi jaoks. Seejärel täidetakse Emboxis käsk simple_pjsua_imported, Embox registreerib end serveris, pärast mida helistame Linuxist Emboxile. Kohtumise hetkel kontrollime Asteriski serveris, et kõik ühendused on loodud ja mõne aja pärast peaksime kuulma Emboxis heli Linuxist, samal ajal salvestame Linuxis faili, mis prediseerib Emboxist.

Kui see QEMU-s töötama hakkas, läksime STM32F7-Discovery portimise juurde. Esimene probleem oli see, et 1 MB ROM-i ei mahtunud ilma kompilaatori optimeerimise "-Os" sisselülitamiseta. Nii et lülitasime "-Os" sisse. Edasi, patšiga lülitasime välja C++ toete, kuna see on vajalik ainult pjsua jaoks, aga meie kasutame simple_pjsua.

Kuna mahtusime simple_pjsua, otsustasime, et nüüd on tõenäosus see käima saada. Aga kõigepealt pidime tegelema hääle salvestamise ja taasesitamisega. Küsimus oli - kuhu salvestada? Valisime välise mälu - SDRAM (128 MB). Saate seda ise proovida:

Loo stereo WAV sagedusega 16000 Hz ja kestusega 10 sekundit:

record -r 16000 -c 2 -d 10000 -m C0000000

Esitame:

play -m C0000000

Siin tekkis kaks probleem. Esimene on koodekiga — kasutatakse WM8994, kus on selline asi nagu pesa, ja neid pesasid on neli. Nii et vaikimisi, kui seda ei seadista, toimub audio esitamine kõigis neljas pesas. Seetõttu 16000 Hz sagedusel saime 8000 Hz, ja 8000 Hz puhul ei toimunud esitamine lihtsalt. Kui valisime ainult pesad 0 ja 2, siis töötas kõik nagu peab. Teine probleem oli audio liides STM32Cube'is, kus audio väljund töötab läbi SAI (Serial Audio Interface) sünkroonselt audio sisendiga (ei süvenenud detailidesse, kuid tundub, et nad jagavad ühist kella ja audio väljundi initsialiseerimisel seondub see mingil moel audio sisendiga). Tähendab, neid eraldi käivitada ei saa, seega tegime järgmist — audio sisend ja sisend töötavad alati (sealhulgas genereeritakse katkestusi). Kuid kui süsteemis ei midagi esitatakse, siis anname audio väljundile lihtsalt tühja puhversalvestuse, ja kui esitamine algab, hakkame seda ausalt täitma.

Seejärel kohtasime probleemi, et häält salvestades oli heli väga vaikne. See juhtub, kuna STM32F7-Discovery MEMS-mikrofonid ei tööta kuidagi hästi sagedustel alla 16000 Hz. Seetõttu määrame sageduseks 16000 Hz, isegi kui sisend on 8000 Hz. Selleks on tõsi, et tuli lisada ühe sageduse ümberprogrammeerimine teiseks.

Seejärel tuli suurendada hunniku suurust, mis asub RAM-is. Meie arvutuste kohaselt nõudis pjsip umbes 190 kB, kuid meil jäi alles vaid umbes 100 kB. Siin tuli kasutada natuke välist mälu — SDRAM-i (umbes 128 kB).

Pärast kõiki neid muudatusi nägin esimesi pakette Linuxi ja Emboxi vahel ning kuulsin heli! Kuid heli oli kohutav, kaugel QEMU omadest, midagi polnud võimalik aru saada. Siis mõtlesime, mis võiks olla probleem. Silumise käigus selgus, et Embox ei jõua lihtsalt audio-bufeere täita / tühjendada. Kui pjsip töötas ühe raami kallal, toimusid juba kaks katkestust, mis lõpetasid bufeerite töötlemise, mis on liiga palju. Esimene mõte kiirusel oli kompilaatori optimeerimine, kuid see oli juba PJSIP-is sisse lülitatud. Teiseks — riistvara ujuvkomaar, millest oleme rääkinud. artiklis. Kuid praktika on näidanud, et FPU ei andnud märkimisväärset kiiruskasvu. Järgmine samm oli voogude prioriteetide seadmine. Emboxis on erinevaid ajakava strateegiaid, ning ma valisin selle, mis toetab prioriteete ja seadsin audio voogudele kõrgeima prioriteedi. See ei aidanud samuti.

Järgmine idee oli, et töötame välimälu abil ning oleks hea sinna paigutada strukture, millele pääseda tuleb väga tihti. Tezisin eelanalüüsi selle kohta, millal ja milleks simple_pjsua mälu eraldatakse. Selgus, et 190 Kb-st eraldatakse esimesed 90 Kb PJSIP-i sisemiste vajaduste tarbeks ja nendele pääsemine ei toimu eriti sageli. Seetõttu kutsutakse sissetuleva kõne ajal funktsioon pjsua_call_answer, kus seejärel eraldatakse puhvrid sissetulevate ja väljaminevate raamistikudega töötamiseks. See oli veel umbes 100 Kb. Ja siin tegime me järgmist. Enne kõnet paigaldasime andmed välimälu. Kui kõik läheb kõne ajal — kohe asendame hunniku teisega — RAM-is. Nii oli kõik “kuumad” andmed üle viidud kiiremasse ja ennustatavamasse mälu.

Kokkuvõttes võimaldas kõik see käivitada simple_pjsua ja helistada läbi oma serveri. Ja siis juba läbi teiste serverite, nagu sip.linphone.org.

Järeldused

Lõpuks õnnestus käivitada simple_pjsua hääle edastamine mõlemas suunas läbi serveri. Probleemi, mis tulenes 128 Kb SDRAM lisa kulutamisest, saab lahendada veidi võimsama Cortex-M7 kasutamisega (näiteks STM32F769NI, millel on 512 Kb RAM), kuid me pole veel loobunud ka 256 Kb mahutavusse mahutamisest 🙂 Oleme rõõmsad, kui keegi on sellest huvitatud, ja veel parem — proovib. Kõik algfailid, nagu tavaliselt, on meie repositoriis.

Allikas: habr.com