一種高性能指紋鎖硬件平臺的設計
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研究嵌入式平臺的指紋識別系統的設計：明確項目的整體需求，針對具體需要的部分功能作詳細的需求分析；設計時，在器件運用上作最優的選擇，同時兼顧性能和價格等因素；布局上，考慮相應系統的體積、容量和位置等因素，實現一個比較全面合理的整體布局。
1 指紋鎖的基礎構件
設計一款指紋鎖的基礎構件：傳感器、傳感器的驅動、底層的接口、電源的設計以及軟件算法的設計。
1)指紋傳感器用于采集指紋圖像。選擇成像合適的、數據接口通用的指紋傳感器，便于采集和讀取清晰的指紋圖像，進行指紋識別，提高識別的效率。用在指紋鎖上的指紋傳感器，要兼顧體積小、功耗低、采集圖像速度快和清晰等特點。
2)指紋算法模塊將采集的圖像數據進行存儲、運算、處理等工作。選擇合適的嵌入式CPU，將提高采集圖像的速度，快速提取所需的信息，準確的進行比對和判斷工作。指紋識別上層構件――指紋鎖，根據其特點，指紋算法模塊采用當前高性能的嵌入式系統CPU設計，具有體積較小、功耗極低的特點。
3)底層電機驅動門鎖。指紋鎖的設計，就是將電控技術和傳統的機械技術相結合。通過MCU來驅動電機開關機械門鎖，是指紋鎖的一個基礎構件。指紋識別模塊處理認證工作做出的最終判斷，即是否要執行開鎖的操作，必須通過電機驅動門鎖來完成。簡潔、高性能、低功耗、穩定的MCU驅動，保證了指紋鎖整體的性能。
4)成熟的指紋識別算法。指紋鎖的靈魂部分是指紋算法，準確、高效、快速處理指紋的算法，是指紋鎖性能決定性因素。實現這一算法，采用在PC機上進行驗證測試，不斷進行修改調整，直到成熟可靠，再移植到嵌入式系統。
2 系統組成方案
經過全面的考慮和詳細分析，結合嵌入式硬件、算法軟件的特點，對指紋鎖的整體布局進行具體規劃設計，系統由算法處理核心，指紋采集，電源管理，底層控制驅動以及存儲器等5個模塊組成。各個模塊之間的相互關系如圖1所示。
1)算法處理模塊用于移植上位機驗證通過的可靠指紋識別算法，其主要功能：通過CPLD存取傳感器采集的指紋圖像；并對圖像數據進行處理，作出圖像識別的最終結論；管理外部存儲器SDRAM和DATA Flash；與控制驅動模塊通訊等。
2)指紋采集模塊集合了指紋傳感器和采集控制電路，按照預先設定的采集參數，負責實時采集指紋圖像，并通過相應的接口將圖像數據傳輸至算法處理核心模塊。
3)電源管理模塊為整體系統供電，該系統設計的硬件平臺有3組供電電壓：外圍機械電機驅動為5 V，底層控制模塊的電壓和DSP的外核電壓同為3．3 V，DSP的內核電壓為1．8 V。
4)底層控制模塊包括控制器MCU、LED指示燈、指紋鎖鍵盤、電機和邏輯控制器CPLD等外同電路，與指紋產品的中間構件相配套，設計上層構件――指紋鎖。
5)存儲器模塊包括外部SDRAM和外擴DATA Flash，前者用于存儲臨時比對的圖像和一些變量，后者用于保存指紋特征庫和DSP的BootLoa-der啟動程序。
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