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基于FPGA的指紋識別模塊設計

  • 資源大小:2230 K
  • 上傳時間: 2013-06-12
  • 上傳用戶:hzqydq
  • 資源積分:2 下載積分
  • 標      簽: FPGA 指紋識別 模塊設計

資 源 簡 介

隨著 EDA 技術及微電子技術的飛速發展,現場可編程門陣列(Field Programmable Gate Array,簡稱 FPGA)的性能有了大幅度的提高,FPGA的設計水平也達到了一個新的高度。基于FPGA的嵌入式系統設計為現代電子產品設計帶來了更大的靈活性,以Nios Ⅱ軟核處理器為核心的SOPC(System on Programmable Chip)系統便是把嵌入式系統應用在FPGA上的典型例子,本文設計的指紋識別模塊就是基于FPGA的Nios Ⅱ處理器為核心的SOPC設計。通過IP核技術和靈活的軟硬件編程,實現Nios Ⅱ對FPGA外圍器件的控制,并對指紋處理算法進行了改進,研究了指紋識別算法到Nios Ⅱ系統的移植。 本文首先闡述了指紋識別模塊的SOPC設計方案,然后是對模塊的詳細設計。在硬件方面,完成了指紋識別模塊的 FPGA 硬件設計,包括 FPGA 內部的Nios Ⅱ系統硬件設計和 FPGA 外圍電路設計。前者利用 SOPC Builder將Nios Ⅱ處理器、指紋讀取接口 UART、鍵盤與LCD顯示接口、FLASH接口、SDRAM控制器構建成NiosⅡ硬件系統,后者是電源和時鐘電路、SDRAM存儲器電路、FLASH存儲器電路、LCD顯示電路、指紋傳感器電路、FPGA 配置電路這些純實物硬件設計,給出了設計方法和電路連接圖。 在軟件方面,包括下面兩個內容: 完成 FPGA 外圍器件程序設計,實現對外圍器件的操作。 深入的研究了指紋識別算法。對指紋圖像識別算法中的指紋圖像濾波和匹配算法進行了分析,提出了指紋圖像增強改進算法和匹配改進算法,通過試驗,改進后的指紋圖像濾波算法取得了較好的指紋圖像增強效果。改進后的匹配算法速度較快,誤識率較低。最后研究了指紋識別算法如何在FPGA中的Nios Ⅱ系統的實現。

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