本文介绍了如何构建一个带有四个模拟（FXO 或 FXS）端口的嵌入式 Asterisk IP-PBX。总零件成本约为 500 美元，这与基于 PC/PCI 卡的 Asterisk 解决方案相比具有竞争力。嵌入式解决方案具有体积小、低功耗和无移动部件的优势。图 1 是 PBX 硬件运行的照片。

图 1. Digi-Key Blackfin STAMP 开发卡

PBX 基于 Blackfin STAMP 开发卡构建，可从 Digi-Key 现成购买，价格约为 225 美元。Blackfin 是一款功能强大的 DSP 芯片，运行 uClinux。Blackfin STAMP 卡的顶部是一个子板，其中包含接口硬件和 SD 卡插槽。子板插入 FXO 或 FXS 模块，每个端口一个。在本例中，左侧有两个 FXS 模块，右侧有两个 FXO 模块。每个 LED 的颜色指示插入模块的类型。

以下是电话术语的简要回顾

图 2 是 PBX 硬件和软件组件的框图。SIP 电话或模拟电话可用作听筒（分机），通过 LAN 连接到 IP PBX。外部呼叫可以通过互联网或模拟 FXO 端口路由。IP 电话之间的内部呼叫通过 LAN 路由。

图 2. 示例 PBX 配置

PBX 支持在 x86 PC 上运行的 Asterisk 的大多数功能。由于没有硬盘，SD 卡用于语音邮件存储。

我拥有开发计算机电话硬件的历史，并且一直想构建一个小型嵌入式盒子，将主机处理器、DSP、线路接口硬件和软件结合在一起。这是我一直想解决的问题！

关于 Blackfin 处理器芯片，有一些非常酷的事情

该项目的硬件设计是开放的——原理图和 PCB 布局可供任何人免费下载、复制和修改。

硬件设计已根据 GPL 发布。尽管对于 GPL 应用于硬件的可辩护性存在一些争议，但关键思想与开源软件类似——硬件设计是言论自由意义上的自由，并且存在一个社区共同致力于扩展和增强这些设计。知识产权 (IP) 为了所有人的共同利益而共享。

该社区松散地组织在自由电话项目下，它由私人黑客、研究人员和几家公司组成，他们正在为该项目捐赠时间和其他资源。正在开发一系列硬件设计，例如，模拟和 ISDN 接口硬件以及 DSP 主板设计。重要的软件开发工作也在进行中，例如，开放式回声消除软件和硬件驱动程序。

该项目的输出是高质量、专业设计的电话硬件，可供所有人免费使用。硬件开发与软件略有不同——硬件设计/测试周期要长得多（例如，一个错误可能意味着需要制造一块新板），当然，制作硬件设计的“副本”需要花钱。但是，开放硬件的好处与开放软件类似

正在开发在开放硬件环境内运作的商业模式。例如，一家赞助我们努力的公司拥有基于低成本电话硬件的服务模式——维护硬件 IP 的所有权并不是其商业计划的关键部分。

开放硬件对于小型本地企业也非常有利，并允许发展中国家在当地建立自己的产品——克服关税壁垒并建立当地高科技产业。

此 PBX 运行开源软件 (Asterisk)，在开源操作系统 (uClinux) 上运行。操作系统、驱动程序和应用程序是使用 GNU gcc 工具链构建的。

硬件设计是开放的，并且是使用开源工具设计的。原理图输入是使用 gschem 执行的，PCB 布局是使用名为 PCB 的程序开发的——两者都包含在 gEDA 开源电子设计工具包中。

Verilog 用于在子板上实现一些可编程逻辑。Verilog 是一种用于描述电子电路中逻辑的语言。Verilog 代码是使用 Icarus Verilog 开发的，它也是 gEDA 包的一部分。

图 3 显示了项目的高级工作流程。正如您所见，硬件、软件甚至用于设计硬件的工具都是开放的。

图 3. 用于创建项目的工作流程

让我们开始将所有东西组装在一起。

第一步是将您所需的模块组合插入到子卡中。例如，对于家用 PBX，您可能只需要一个 FXO 和两个 FXS 模块；对于办公室，您可能需要四个 FXO 模块。在图 1 中，加载了两个 FXO 和两个 FXS 模块。

下一步是将子卡/模块组件插入 Blackfin STAMP 卡中。硬件组装基本就完成了。作为快速测试，尝试给 STAMP 通电，它应该可以毫无问题地启动。目前不会发生太多其他事情，因为我们需要编译和下载软件。

该软件是在 Linux 主机 PC 上构建的，然后使用 FTP（由一些 shell 和 Expect 脚本驱动）下载到 Blackfin STAMP 板。以下是步骤

下载并安装 Blackfin gcc 工具链。此步骤的详细说明位于 blackfin.uclinux.org 网站上。

您需要最新 Blackfin STAMP uClinux 发行版（uClinux-dist RPM 或 tarball）的编译版本。在构建之前，使用以下命令设置以下配置make menuconfig:

Blackfin uClinux-dist 文档中包含构建 uClinux 的通用说明。阅读这些说明并构建 uClinux。如果您的构建成功，将创建一个 uClinux-dist/images 目录，其中包含 uClinux 映像。

下载 uCasterisk tarball，然后

$ tar xvzf uCasterisk-0.1.6.tar.gz
$ cd uCasterisk-0.1.6

在 .config 文件中，检查

BR2_TOOLCHAIN_DIR="/opt/uClinux/bfin-uclinux/bin"
BR2_KERNEL_SOURCE="/opt/uClinux-dist/linux-2.6.x"

指向您的工具链和目标内核源。

然后，输入

$ make

下载、修补和制作您需要的所有不同软件包。有关其他有用的选项，请参阅顶层 Makefile。

现在，将 Asterisk 和所有支持文件下载到 Blackfin STAMP

$ ./scripts/install_all stamp

其中 stamp 是您的 STAMP 卡的主机名。驱动程序安装时会有一些暂停，并且子板上的 LED 应该亮起，指示已自动检测到 FXS/FXO 模块。

下一步是为您的 FXO 和 FXS 模块组合配置 Asterisk。Asterisk 配置是一个很大的主题，对于初学者来说可能令人生畏。为了帮助您入门，我们开发了一些基本的配置文件。

现在假设您已加载两个 FXS 模块和两个 FXO 模块。在这种情况下，运行

$ ./scripts/config_2fxo2fxs stamp

现在，您已准备好启动 Asterisk。使用 Telnet 打开到 Blackfin STAMP 的控制台

$ /var/tmp/asterisk -vc

当 Asterisk 启动时，会闪烁大量文本，但最终，您应该看到 Asterisk CLI 提示符

Asterisk Event Logger restarted
Asterisk Ready.
*CLI>

将普通模拟电话插入其中一个 FXS 端口（FXS 端口将具有绿色 LED）。拿起电话，您将听到拨号音。尝试拨打 2000，您应该听到“恭喜，您已...”欢迎消息。然后，您可以尝试拨打一些演示选项并在分机之间进行一些呼叫。

每次关闭电源或重置 STAMP 卡时，都需要执行上述步骤。对于常规使用，PBX 可以从 SD 卡启动 Asterisk；但是，在实验时，从主机 PC 下载通常更方便。

#!/usr/local/bin/expect -f

set tarball [lindex $argv 0]
set target  [lindex $argv 1]

send "ftp $target\r"
expect "): "
send "root\r"
expect "Password:"
send "uClinux\r"
expect "ftp> "
send "cd /var/tmp\r"
expect "ftp> "
send "put $tarball\r"
expect "ftp> "
send "quit\r"

$ ./download tarball.tar.gz target

spawn telnet $target
send "cd /var/tmp/ipkg/asterisk\r"
expect "> "
send "cp -a etc/* /etc\r"
expect "> "
send "exit\r"

Asterisk 的配置文件与 x86 Asterisk 的配置文件相同。一些有用的文件是

可以在 Blackfin 上使用 vi 编辑这些文件，但请记住，当板断电或重置时，任何配置都将丢失。永久更改可以存储在 SD 卡上。

因此，您已经掌握了构建自己的嵌入式 Asterisk PBX 的基本步骤。包含子板和模块的套件可从作者处获得。我们正在进行进一步的开发——例如，专门为电话工作设计的定制 Blackfin 硬件和其他线路接口卡，例如 BRI-ISDN。这是一个令人兴奋的项目，具有开放硬件开发的新颖特性。