去年，VoIP产品似乎有再现热潮的迹象，这是因为许多大型的国际电信公司都有「手机＋VoIP」的招标案。但是，这些标案都存在着一个很难克服的技术难题，致使VoIP手机成本一直无法大幅降低。造成其成本居高不下的主要原因，就是传统手机的设计都使用到DSP，而DSP的价格几乎是手机元件中最昂贵的。可是，DSP能提供高效率的语音压缩和解压缩功能，这不是其它元件所能取代的。这种「鱼与熊掌难以兼得」的困境，正是上述的技术难题。

其实，无线电的VoIP产品已经不是什么新鲜商品。就VoIP所采用的语音压缩技术而言，G.723早就广泛地应用在各种VoIP产品中。例如：D-Link的DVC-1100无线宽频影像电话（Wireless Broadband VideoPhone），它除了采用G.723以外，还有H.323、H.263、G.711。不过，严格来说，DVC-1100并不是行动电话，而是一台桥接器（access point），它可以外接乙太区域网路、RJ-11有线电话、电视萤幕、麦克风。

过去好几年来，许多大型的国际电信公司打从心底就不看好网路电话市场的发展，他们更不愿意让网路电话取代传统的电话系统（POTS）。因此，VoIP市场一直处于「雷声响，雨点小」的局面。现在，这个局面慢慢地要改变了，或许是因为那些电信公司突然间改变了心意，转而支持网路电话，包括AT&T、France Telecom、T-Mobile、Sprint、Verizon...等；或者受到Cisco在企业、Vonage在家庭推广网路电话的成功经验之刺激所造成的；也有可能是因为VoIP已经成功且快速地嵌入到桥接器、xDSL数据机、缆线数据机、机顶盒（set-top box ）、闸道器里面。这些因素都将促使VoIP市场往更繁盛的方向发展。

大多数的VoIP语音讯号可以透过WLAN手机传送。只要全球的WLAN网路基础建设能够普及，用户就可以带着WLAN手机在全球任何一个角落打电话，不管是透过无线桥接器或无线路由器再转接到公众电话网路（PSTN）。而且，其电话费将比现有的有线电话或GSM手机便宜很多。这种WLAN手机具备所谓的「语音在WLAN传输（voice-over-WLAN；VoWLAN）」的功能，此外，它也具有WLAN产品所必备的所有功能，这包括：省电、品质服务（QoS）、资讯保全。不过，最重要的是，它的价格非常便宜。

自从WLAN技术走红以来，国际通讯大厂就一直在研发「VoWLAN手机」，「蓝芽手机」可说是这种构想的滥觞。目前市场上已经存在着数种「VoWLAN手机」的「廉价」解决方案，但它们都得依赖DSP。有些方案是由不同的软体和硬体公司授权，OEM系统厂商可能必须分别向这些公司支付授权金和权利金，因此，最后计算起来，其制作成本，其实一点也不「廉价」。

分析其成本结构，DSP硬体虽然也很昂贵，但是和DSP软体比较起来，由于软体开发牵涉到人力和时间成本，使得DSP软体的开发成本是最高的。况且DSP软体工具是很专业且昂贵的，一般DSP大厂并不直接提供DSP软体工具，而是与软体协力商合作，如果想要大幅降低VoWLAN手机的成本，势必要舍弃DSP才行。

想要舍弃DSP谈何容易！况且，一些DSP大厂及其周边靠DSP维生的公司，更不愿意见到DSP真的消失了。所以过去几年，许多试图「铲除」DSP的研发计划到最后都没能成功，但因为VoIP市场的需求日增，为「舍弃DSP」带来了有力的理由。其中，最有效的解决方案就是使用单一的RISC处理器，而且完全舍弃DSP。使用这种RISC处理器来设计VoIP手机所需要的SoC。可以预见的，此SoC将使VoIP手机的制造成本大幅降低，并更加刺激VoIP市场的需求。

之所以能够「舍弃DSP」，主要是因为新一代的DSP软体能够移植到单一的RISC处理器里面，这包含：语音编解码器（codec）、软体骨架（framework）和通讯协定，甚至连WLAN的功能也能够利用此RISC处理器以软体的方式执行。使用奈米制程生产，其粒晶尺寸将可缩小，能使此种SoC的单价比传统的「DSP＋SoC」便宜一半，WLAN手机的价格也才能下降。

不过，就技术面而言，不是光有RISC处理器就够了。 Wi-Fi手机还必须要能够同时处理资料和语音讯号，当面对许多突然发生的中断要求（IRQ）时和持续进行中的语音传输、记忆体读写作业，CPU都必须要非常自然地应付自如才行。这些就牵涉到：CPU的反应时间要迅速、系统汇流排和记忆体架构必须紧密结合、存取记忆体和周边的速度必须非常快速。

想像一下，在这种RISC处理器的CPU内核中，应使用的技术至少有：超高速系统汇流排、双排记忆体（dual-banked memory）、DMA。 DMA不会使用到CPU的时间，而且，DMA所使用的记忆体区域和CPU所使用的不同，这是因为在双排记忆体中，各有一排偶数位址和奇数位址的记忆体，它们分别供给CPU和DMA使用。CPU和DMA对记忆体的存取动作是交替进行的，在高速的系统汇流排作用之下，CPU和DMA几乎是在连续的位址上同时工作，但彼此的资源并不会相互冲突（这就好像两台汽车各自在个别的平行车道上比赛一样），让RISC处理器的效能可以大幅提升。

许多中断要求都可以交给DMA处理，因此CPU就拥有足够的时间去处理需要大量运算能力的VoIP软体和WLAN的MAC作业。为了保持功能上的弹性，有些复杂的DSP演算法是无法完全以硬体实现的，但仍可以将它们的程式设计得很小，并置于此RISC处理器中执行。在WLAN技术方面，因为「旋转码编码器（convolution coder）」和「加密引擎（encryption engine）」的位元作业非常特殊，且需要大量的运算能力，最好将它们交给低速的硬体单元来处理，通常在这种硬体单元内，包含有两组的12,000个逻辑闸汇流排架构。

可以在单一的RISC处理器中执行VoIP和WLAN软体，并不表示VoWLAN的通讯品质就会很高。因为大约有30%的封包会被WLAN抛弃，所以必须防止它将语音串流（voice stream）抛弃。重传语音封包是不可能的，因为那会耗尽记忆体的空间，并且会有严重的延迟问题。最新的解决技术是，在成功接收的封包之间插入数码，用以产生比较不会扰人和不会被人发现的语音样本。这种新技术需要软体和语音引擎（voice engine）一起运作。除此之外，Wi-Fi手机还必须弹性地支援各种不同的保密机制，例如：WEP、TKIP、AES（802.11i），因此外接的加密周边必须是记忆体可映射的装置。

虽然ARM968E-S是目前唯一符合上述功能的RISC处理器，但随着VoIP市场的成长，其它类似的RISC处理器将不断地被开发出来，这对OEM系统厂商和消费者而言，都是一大福音。

(作者为电子业资深系统设计工作者，联络方式:su2b08@saturn.seed.net.tw)