隨著計算機與信息技術的發(fā)展,生物特征識別技術受到了廣泛的關注。指紋識別是生物特征識別中的一項重要內容,一直以來是國內外的研究熱點。 嵌入式自動指紋識別是指指紋識別技術在嵌入式系統(tǒng)上的應用。傳統(tǒng)的嵌入式自動指紋識別系統(tǒng)多采用單片DSP或MIPS處理器來完成算法,由于DSP或MIPS處理器只能根據程序順序執(zhí)行,在指紋匹配過程中只能和整個庫中的指紋進行一一匹配,因此這類系統(tǒng)在處理較大指紋庫時下匹配時間相當長。為了克服這個缺點,本文構建了浮點DSP和FPGA協(xié)同處理構架的硬件平臺,充分利用DSP在計算上的精確度和FPGA并行處理的特點,由DSP和FPGA共同處理匹配算法。 本文的主要工作如下: 1.設計了一個硬件系統(tǒng),包括DSP處理器、FPGA、指紋傳感器、人機交互接口和USB1.1接口。同時,還設計了各硬件模塊的驅動程序,為應用程序提供控制接口。由于系統(tǒng)中DSP工作頻率為300MHz,其中某些器件的工作頻率達到了100MHz,因此本文還給出了一些信號完整性分析和PCB設計經驗。 2.編寫了Verilog程序,在FPGA中實現(xiàn)了9路指紋的并行匹配。由于FPGA本身的局限性,實現(xiàn)原有匹配算法有很大困難。在簡化原有匹配算法的基礎上本文提出了便于FPGA實現(xiàn)“粗匹配”算法。此外,還設計了用于和DSP通信的接口模塊設計。 3.完成了系統(tǒng)應用程序設計。在使用uC/OS-Ⅱ實時操作系統(tǒng)的基礎上設計了各系統(tǒng)任務,通過調用驅動程序控制和協(xié)調各硬件模塊,實現(xiàn)了自動指紋識別功能。為了便于存放指紋特征信息,設計了指紋庫數據結構,實現(xiàn)了指紋庫添加、刪除、編輯的功能。 最終,本系統(tǒng)實現(xiàn)了高效、快速的進行指紋識別,各模塊工作穩(wěn)定。同時,模塊化的軟硬件設計使本系統(tǒng)便于進行二次開發(fā),快速應用于各種場合。
標簽:
FPGA
DSP
自動
指紋識別系統(tǒng)
上傳時間:
2013-06-05
上傳用戶:guanliya