指紋識別系統(tǒng)

指紋識別系統(tǒng)Companynumber：【W(wǎng)TUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998圖1- 指紋圖像解決是整個(gè)指紋識別過程的核心。常見的指紋圖像解決涉及濾波增強(qiáng)值化、細(xì)化、提取特性點(diǎn)四個(gè)環(huán)節(jié)紋圖像的過程中，由于采集環(huán)境，皮膚表面的性質(zhì)設(shè)備的差別等多個(gè)因素的影響，采集的圖像會不同程度的受到多個(gè)噪聲的干擾圖像的質(zhì)量。因此實(shí)際的指紋圖像首先通過一種濾波增強(qiáng)來改善圖像的質(zhì)量，恢復(fù)脊線的性能和其它指紋識別技術(shù)的好壞取決于輸入指紋圖像質(zhì)量的好壞。本系統(tǒng)采用一種用Gabor濾波與方向?yàn)V波結(jié)合對圖像進(jìn)行增強(qiáng)的辦法該辦法結(jié)合Gabor濾波器善下分離粘連脊線和方向?yàn)V波器善于連接斷裂接線的特點(diǎn)，能夠?qū)Φ唾|(zhì)量根據(jù)上述指紋識別預(yù)解決算法,通過的模擬功效,實(shí)現(xiàn)了指紋識別預(yù)解決的DSP解決,成了DSP圖3-系統(tǒng)的核心解決單元是TI公司推出的高性能數(shù)字信號解決器TMS20VC5402含有精度高、靈活性太、可靠性高、時(shí)分復(fù)用等特點(diǎn)。其采用程序空間與數(shù)據(jù)空間完全獨(dú)立的哈佛總線構(gòu)造．指令的執(zhí)行采用流水線構(gòu)造，內(nèi)部有一到多個(gè)解決內(nèi)核，帶有片上硬件乘法器，指令執(zhí)行速度最快為幾十納秒，解決能力為100MIPS8條總線儲器和片上外圍電路等硬件，并且有高度專業(yè)化的指令系統(tǒng).MSC5402直接數(shù)據(jù)尋址空間為64kB間尋址能力可達(dá)1MB過程序空間來擴(kuò)展數(shù)據(jù)空間將影響系統(tǒng)解決速度。但是MTS320VC5402在實(shí)際使用過程中，程序和數(shù)據(jù)的一次持續(xù)解決普通都不會超出64KB駐TMS320VC5402內(nèi)16kB空間l～2kB7～8kB的空間調(diào)用所需的程序，程序在片內(nèi)的執(zhí)行速度要比片外的快許多，通來回到程序，就能實(shí)現(xiàn)程序的全速運(yùn)行。數(shù)據(jù)空間能夠通過CPLD片選來進(jìn)行擴(kuò)。由于DSP外部最多支持?jǐn)U展32k數(shù)據(jù)空間．但是我們實(shí)際擴(kuò)展了擇使用SRAM的高地址段32k存儲空間或者地址段32k存儲空間這樣既符合DSP的外擴(kuò)空間規(guī)定，又使系統(tǒng)增加了更多的數(shù)據(jù)存儲間CPI是由一種被IEEE認(rèn)定的原則硬件描述語言VHDL(VHDL重要用于描述數(shù)字系統(tǒng)的構(gòu)造、行為)實(shí)現(xiàn)的。在系統(tǒng)終端我們選用LCM液晶顯示模塊顯示需要的指紋圖像和數(shù)據(jù)成果。要顯示的圖像或數(shù)據(jù)先由DSP存人緩沖器，再由LCM讀取，這樣能夠避免了由于DSP和LCM讀寫速度不匹配而發(fā)生錯誤于該模塊板必須含有完全獨(dú)立運(yùn)行指紋圖像檢測;特性提取;特性提取和特性模板存儲等程序綜合各個(gè)方面因素因此采用了TI公司的DSP解決器該芯片的重要特性有最高頻率100MHz性價(jià)比極高它含4k16bits片內(nèi)ROM16k16bits片內(nèi)DARAM6個(gè)DMA通道2個(gè)McBSP2個(gè)Timer外部程序空間可擴(kuò)展到1M16bits可工作在3種低功耗方式(IDLE1IDLE3)本設(shè)計(jì)中為該解決器分別擴(kuò)展了512k16bits的Flash和SRAM各1片使用Altera公司的CPLD芯片EPM3032A為Flash和SRAM等產(chǎn)生部分控制信號運(yùn)用MAX3111為DSP擴(kuò)展一種與機(jī)通信的異步串口指紋檢測芯片采用Veridicom公司的FPS200美國Veridicom公司的FPS200固態(tài)指紋感器作為圖像采集電和放電時(shí)間就能夠變化FPS200的敏捷度。整個(gè)圖像采集流程網(wǎng)如網(wǎng)3-2圖3-DSP解決器與FPS200指紋檢測芯片相指紋檢測芯片采用了Veridicom公司的電容式指紋傳感器該芯片提供了3種可供選擇的?口分別為USBSPI和并行?口使用了?口與DSP的McBSP1互聯(lián)DSP解決器的?口為高速全雙工多通道緩?口每個(gè)McBSP?口包含6個(gè)管腳引線分別為BCLKX(傳送參考時(shí)鐘)BDX(傳送數(shù)據(jù))BFSX(傳送幀同時(shí)信號)BCLKR(?受參考時(shí)鐘)BDR(?受數(shù)據(jù))和BFSR(?受幀同時(shí)信號在與FPS200的SPI?口互聯(lián)時(shí)DSP解決器采用主方式FPS的SPI采用從方式連?如圖3-3所示圖3-DSP由于DSP本身所帶的數(shù)據(jù)存儲器只有16kB的DARAM程序存儲器也只有4kB的ROM我們所采集的一幅原始指紋圖像就有75kB再加上指紋解決所需的數(shù)據(jù)空間以及運(yùn)行和存儲程序所需的程序空間了512k16bits的Flash芯片用于存儲指紋解決程序和指紋特性模板另外還擴(kuò)展了512k16bits的需的臨時(shí)數(shù)據(jù)所需空間Flash與SRAM的D[0..15]以及A[0..14]總線直?與DSP的Data[0..15]以及Add[0..14]相連另外的/WE/OE/CE和A[15..18]等信號線的控制信號將通過CPLD產(chǎn)生對應(yīng)的譯碼信號如所示CPLD所產(chǎn)生的譯碼邏輯將在背面加以闡明由于DSP的數(shù)據(jù)尋址空間只有6416bits在對數(shù)據(jù)空間操作時(shí)DSP的地址線A16-A19將解決高阻狀態(tài)，因此無法直?對512k16bits的數(shù)據(jù)空間進(jìn)行操作將128k16bits的SRAM劃分給數(shù)據(jù)空間將剩余的384k16bits的SRAM和全部512k16bits的Flash劃分給程序存儲空間DSP在對數(shù)據(jù)空間操作時(shí)當(dāng)標(biāo)志位為1系統(tǒng)?低32kB的尋址空間映射到片內(nèi)DARAM和ROM范疇內(nèi)的則無法操作再?外擴(kuò)的128k16bits的數(shù)據(jù)空間分成頁分時(shí)影射到8000h~ffffh的地址空間中即高32kB的數(shù)據(jù)空間如圖3-其中高32k的空間可通過頁面切換共4個(gè)頁面總共有的數(shù)據(jù)空間外部程序間共有896kB尋址空間為圖3-擴(kuò)DSP所提供的McBSP的?口為高速全雙工的串口與ax3111來實(shí)現(xiàn)操作方式的轉(zhuǎn)換該芯片已包含了2個(gè)RS322電平轉(zhuǎn)換器這樣就不再需要MAX232行電平轉(zhuǎn)換運(yùn)用DSP的McBSP0端口與MAX3111互聯(lián)DSP的發(fā)送時(shí)鐘信號(BCLKX0)作為MAX3111的串行時(shí)鐘輸入發(fā)送幀同時(shí)脈沖信號(BFSX0)作為MAX3111的片選信號BDX0與DIN連?作為發(fā)送數(shù)據(jù)線BDR0與連?作為?受數(shù)據(jù)線MAX3111的TX與T1IN連?RX與連?方便運(yùn)用其片內(nèi)的轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)UART到RS-232電平的轉(zhuǎn)換的中斷信號(IRQ)與DSP的外部中斷相連連線如圖3-5圖3-其它電路除以上功效模塊外再就以下幾點(diǎn)作簡要闡明整個(gè)模塊板采用單一電源供電經(jīng)電源調(diào)節(jié)模塊TPS767D318輸出+電壓模塊板中全部芯片均采用電壓DSP的核心電壓采用板中通過IO口HD0擴(kuò)展了兩個(gè)功效按鈕兩個(gè)均采用低電平觸發(fā)方式兩個(gè)按鈕連線通過或門功效生一種中斷信號連?DSP的管腳使用中斷辦法對該兩個(gè)按鈕進(jìn)行編程模塊板中提供了一種10芯?口用于對CPLD芯片進(jìn)行編程板中還提供了一種14芯的JTAG?口用以對進(jìn)行調(diào)試模塊板中使用3分別連到DSP的CLKMD1CLKMD2和CLKMD3管腳用于設(shè)立DSP的倍頻的倍數(shù)。其電路圖分別以下所示圖3-6電源電：圖3-7時(shí)鐘電圖3-8JTAG電圖3-9復(fù)位電.軟件識別過程及軟件實(shí)現(xiàn)；邏輯功效實(shí)現(xiàn)；CPLD譯碼電路功效我們通過芯片實(shí)現(xiàn)對存儲器芯片和鍵盤按鈕進(jìn)行控制鍵盤按鍵按鈕信號通過產(chǎn)生中斷信號Flash及SRAM的讀信號通過DSP的/MSTRB與R/W信號進(jìn)行或運(yùn)算得到Flash及SRAM的寫信號通過DSP的R/W信號的非運(yùn)算后再與/MSTRB進(jìn)行或運(yùn)算得到在選中程序存儲器時(shí)片選信和SRAM芯片的片選信號由A19產(chǎn)生以及SRAM的地址線A[15..18]直?由DSP的地址線但?要嚴(yán)禁顧客訪問程序空間的高128kB的空間即發(fā)e0000h-fffffh的數(shù)據(jù)空間時(shí)通過分時(shí)換頁方式提供應(yīng)顧客這時(shí)系統(tǒng)通過DSP中HD5以及產(chǎn)生換頁信號通過Altera公司的QuartusII系統(tǒng)運(yùn)用CPLD的?口對EPM3032A進(jìn)行編程下列?采用AHDL硬件描述語言對邏輯功效的闡%產(chǎn)生鍵盤中斷信號%DSP_INT2=KEY1andKEY2;%產(chǎn)生Flash和SRAM的讀信號FLASH_SRAM_OEDSP_MSTRBor(notDSP_RW)%產(chǎn)生Flash和SRAM的寫信號%FLASH_SRAM_WE=DSP_MSTRBorif(notDSP_DS)andDSP_A15生SRAM的片選信號%SRAM_CE=DSP_DS;%產(chǎn)生SRAM的選頁信號SRAM_A15=DSP_HD5;SRAM_A16=DSP_HD6;SRAM_A17=notDSP_DS;SRAM_A18=notDSP_DSendifnotDSP_PS生SRAM的片選信號%SRAM_CE=notDSP_A19;%產(chǎn)生FLASH的片選信號FLASH_CE=DSP_A19%產(chǎn)生Flash的地址信號FLASH_A15=DSP_A15;FLASH_A16=DSP_A16;FLASH_A17=DSP_A17;FLASH_A18=DSP_A18%產(chǎn)生SRAM的地址信號SRAM_A15=DSP_A15;SRAM_A16=SRAM_A17=SRAM_A18=禁訪問SRAM的高128KB的地址空ifDSP_A17andDSP_A18and(notDSP_PS)thenSRAM_CE=notDSP_PS;endif;endif;為兼容不同的應(yīng)用系統(tǒng)VC5402共提供了5種不同的引導(dǎo)辦主機(jī)?口自舉引導(dǎo)方式需執(zhí)行的程序代碼通過HPI由外部主解決器加載至片內(nèi)存儲8位并行EEPROM自舉引導(dǎo)8位或8位或16位原則串行自舉引導(dǎo)8位或16位I/O口自舉引導(dǎo)方式我們采用了第3種引導(dǎo)方式即位并行自舉引導(dǎo)模塊中將DSP設(shè)立為微控制器工作方式(即將MP/MC引腳置高這樣DSP復(fù)位后程序就從外部Flash的FF80H地址開始運(yùn)行在FF80H處有一條跳轉(zhuǎn)到Init程序的指令這樣便開始運(yùn)行顧客自己編寫的Init化結(jié)束后從顧客程序的起始處開始執(zhí)行等待顧客的中斷操作或指紋檢測串口通信中斷或小鍵盤圖3-系統(tǒng)重要程序流程圖如圖10所示。系統(tǒng)上電時(shí)TMS3