嵌入式系統的發展促進了嵌入式通訊安全技術的發展，基於嵌入式系統的語音加密處理系統作為可以有效確保嵌入式系統通訊安全的一個系統，其在嵌入式系統中的應用有效的提高了嵌入式系統資料資訊傳輸的安全性和可靠性。下面yjbys小編為大家準備了關於語音加密處理系統應用嵌入式的文章，歡迎閱讀。
1 基於嵌入式系統的語音加密處理系統的總體設計
1.1 系統控制模組
該模組作為整個系統的指揮單元，可以通過傳送相關的命令來實現整個系統的協調執行，確保嵌入式系統通訊的安全執行。
1.2 語音採集模組
該模組主要不僅可以通過A/D轉換器來實現模擬語音訊號向數字語音訊號的轉換，同時還可以利用D/A轉換器來將數字語音訊號還原成模擬語音訊號，然後將其經揚聲裝置進行輸出。
1.3 語音編碼和解碼模組
語音編碼器可以對採集的經轉換後的語音數字訊號進行編碼處理，通過編碼分析，將相關的語音引數提取出來，對資料進行壓縮處理，然後將壓縮後的資料傳輸到資料加密模組。語音解碼器可以將那些經過資料加密模組加密處理後的資料進行解壓操作，從而把相關的資料還原為原始的數字語音資訊。
1.4 語音加解密模組
語音加解密模組是系統的核心模組，通過語音加解密模組可以將對那些來自數字語音解壓縮器的資料進行加密處理，然後將其傳輸到通訊傳輸模組，實現資料的安全加密傳輸。同時，還可以通過加解密模組對那些來自通訊模組的資料，進行相應的解密處理。
1.5 通訊傳輸模組
通訊模組在控制模組的作用下，通過對系統所連線的通訊雙方所發出的資訊傳送或接受請求後，建立二者之間的通訊連線，然後實現通訊雙方的通訊。
2 基於嵌入式系統的語音加密處理系統硬體功能模組的實現
2.1 語音採集功能模組的實現
語音採集功能模組主要是利用ARM開發板所提供的24位的CD-Quality Audio CODEC晶片來實現語音訊號的A/D和D/A轉換的。在CODEC晶片中封裝了一個低電壓並整合有耳機驅動的WM8731編解碼器，而且還提供有不同格式的音訊輸入以及適合於電氣型麥克風的音訊輸出等。WM8731中整合有十一個暫存器，該晶片的內部功能設定和狀態的初始化均是通過I2C控制模組來對其內部的這十一個暫存器進行相應的配置來實現的，並通過向目標暫存器寫入相應的控制資訊，來實現對WM8731工作狀態進行操控的效果。
2.2 語音編碼和解碼功能模組的實現
1)語音編碼功能模組的實現。語音編碼器的工作原理。首先，將輸入的數字語音訊號經過高通濾波器進行預處理，然後對預處理後的語音訊號進行LP分析量化處理，緊接著把LP係數轉換成為線頻譜對係數LSP，最後利用預測式兩級向量量化方法將LSP係數進行量化處理。處理後的資料資訊經引數編碼後即生成位元資料流。
2)語音解碼功能模組的實現。首先，將相關的引數標號從接收到的位元流中提取出來，然後對提取的引數標號進行解碼來獲得對應語音資訊的.編碼引數。然後，不斷重複以上操作內容的解碼處理，直到所有的語音資訊解碼完成為止。
2.3 加解密功能模組的實現
本文所介紹的基於嵌入式系統的語音加密處理系統加解密功能模組中所採用的加密和解密演算法為AES演算法，以下就結合AES演算法在系統加解密功能模組中的應用，就加解密功能模組的實現進行說明。
1)AES演算法及硬體實現。AES加密模組的實現機制如下：在運算控制模組的控制下，將初始圈金鑰與待加密明文進行異或運算後，進行若干次的迭代變換，其中，每次的迭代變換中都包含行移位變換、位元組代替變換、列混合變換以及圈金鑰加法這四步的變換。由於AES演算法為對稱演算法，解密過程和加密過程類似，這裡不再說明。
2)自定義指令邏輯的硬體實現。系統所採用的AES加解密模組所得到的自定義邏輯是在多個時鐘週期內完成的，一般採用的是多週期自定義指令結構。其中在進行硬體實現時，所用到的訊號線有資料、結果、時鐘、復位和啟動等。
2.4 通訊傳輸功能模組的實現
通訊傳輸功能模組利用調變解調器在PSTN(公共電話網)上實現通訊雙方的通訊。由於PSTN網路覆蓋範圍比較廣，使用者通過調變解調器就可以與系統完成對接，進而實現通訊。其中，調變解調器一般通過RS232介面與使用者終端裝置相連，通過RJ45與公共電話網網路相連，然後在控制系統的控制下，來實現通訊雙方的通訊。其中，控制系統對通訊傳輸功能模組的控制機制如下：首先，通訊發起方撥打另一方的號碼，控制系統檢測到撥號資訊後，向調變解調器傳送命令，調變解調器根據命令撥號。然後，通訊接收方的調變解調器接收到撥號資訊後開啟語音處理功能，進而實現雙方的通訊。
3 基於嵌入式系統的語音加密處理系統控制功能模組的實現
3.1 通訊連線的建立
控制通訊連線建立的關鍵在DE開發板的PS口上，而且可以與處理器以中斷方式進行互動。當系統控制模組接收到相關的中斷資訊後，讀取相應的撥號資訊。然後控制模組根據撥號資訊，通過RS232向調變解調器發出相應含有撥號資訊的命令，調變解調器根據命令撥號;接收方的調變解調器發出振鈴指示後，會根據命令建立通訊雙方的通訊連線。
3.2 語音處理控制
系統控制模組通過讀取一個語音處理模組的結果來實現對語音處理的控制，同時結合其將要進行的處理操作，將其寫入下一個功能模組。系統控制模組通過I2C來控制語音採集模組，在採集語音資訊的同時實現語音資訊的數字化處理，然後將數字語音訊號傳輸給編碼和解碼模組來進行相應的編碼和解碼處理，在完成以上操作的基礎上，呼叫系統自定義的AES指令，對要傳輸的數字語音資料資訊進行加密處理，最後通過通訊發起方的調變解調器來發送加密處理的資料。在接收方，調變解調器讀取對方傳送過來的語音資料後，由系統控制模組呼叫系統自定義的AES指令對加密的資料進行解密處理，然後將解密後的資料傳輸到語音編碼和解碼模組進行解碼處理，將處理後的資料傳輸給語音採集模組進行最終的語音還原處理。
3.3 通訊結束控制
在通訊雙方進行通訊的過程中，如果系統控制模組檢測到通訊一方要求結束通訊的請求資訊或通訊中斷資訊時會向各功能模組發出復位訊號，同時控制通訊雙方的調變解調器復位於待機狀態，通訊結束。
