實用性指紋識別模塊設計方案，提供軟硬件參考設計

2.2 系統創新點

縱覽全球諸多指紋識別事件：出入關按指紋、開門按指紋、領社保按指紋、上班考勤按指紋、幼兒園接送孩子按指紋、銀行取款按指紋、超市購物按指紋付款、洗衣服按指紋進行分工、打手機按指紋、上電腦按指紋等等新現象層出不窮，指紋識別已經與人們的生活休戚相關。指紋化產品呈現出廣闊的市場開發前景和巨大的利潤空間。

由于此開發板具有VGA、RS232、鍵盤/鼠標等接口，可以很方便的在很多產品得到應用，使產品具有指紋識別的功能。例如，它可以與指紋保險箱（柜）、指紋門鎖、IC卡系統、汽車啟動系統連接使用，也可以統購RS232和計算機等設備聯機使用。同時，目前的指紋識別認證系統大都采用DSP或者ARM來實現，這樣的嵌入式系統很難實現小型化集成化，更無法SOC，使得指紋識別在小型化便攜式產品中的應用得到局限，而本模塊以FPGA作為核心控制系統，由于FPGA具有高度集成、低功耗、短開發周期等優點，所以如果本模塊設計成功，可以實現指紋識別模塊的小型化、集成化和SOC，使得指紋識別可以應用到更多的領域，為人們的生活帶來更多的便利和安全，同時也具有更廣闊的市場開發前景和更大的利潤空間。

技術成熟性和可靠性論述

本模塊采用xilinx公司Spartan 3E系列XC3S500E型FPGA作為核心控制芯片，這款芯片采用90ns的先進工藝，最大容量50萬門，足以滿足設計的要求。美國富士通公司的MFS300滑動式電容指紋傳感器采用標準CMOS 技術，含有8 位A/D 變換器，能在2.8 V～5 V 的寬電壓范圍內工作，能自動檢測到是否有指紋到達傳感器，并實現在線采集。它能在保證指紋圖像高分辨率(500dpi)的同時大大減小了傳感器的尺寸(13.3×3.6mm2)。系統利用XC3S500E的SPI端口和MPS300進行數據傳輸，使得傳輸更方便，傳輸速度更快、抗干擾能力更強。再加上該模塊利用嵌入式軟核實現系統的管理，利用硬件實現識別算法，保證了系統功能的完整性與識別的正確性。而識別算法我們采用美國FBI推薦的特征點匹配算法來實現指紋的識別，更保證了系統功能的實現。

項目實施方案

1.方案基本功能框圖及描述

用框圖的方式并加以簡單的描述簡述實施本項目的技術方案。

圖1 系統結構框圖

系統采用xilinx公司Spartan 3E系列XC3S500E型FPGA作為核心控制芯片，通過MFS300滑動式電容指紋傳感器進行指紋圖象的采集，自動A/D轉換，并將轉換后的數字信號通過SPI端口傳送給FPGA核心控制單元，以進行指紋登記或指紋對比。內擴展的SRAM和Flash 分別用作存儲指紋程序運行時的臨時數據和指紋數據信息。PROM在上電時對FPGA 進行程序配置。鍵盤用于實現模塊模式的切換和模塊密碼設置等功能。RS23接口可以與計算機等設備進行聯機操作，方便系統功能的擴展。該系統利用嵌入式軟核實現系統的管理，利用硬件實現識別算法，保證了系統功能的完整性與識別的正確性。

2.需要的開發平臺

實現本方案所需要的基本功能、功能、接口

所需要的目標FPGA開發平臺，簡述為什么需要此平臺

是否需要其它配套的開發工具

需要的硬件開發平臺是：初級板Spartan-3E

以partan 3E系列XC3S500E型FPGA作為核心控制系統，利用其SPI端口訪問MFS300傳感器的寄存器實現數據采集任務，在其內部嵌入DSP軟核，實現對圖像的預處理、特征參數的提取和匹配，利用其外設FLASH存儲指紋數據信息，建立指紋數據庫；通過LCD顯示模塊建立人機交互界面等。

需要的軟件開發平臺是：Xilinx ISE 9.1i、Matlab等；

利用Xilinx ISE 9.1i完成對FPGA的控制，利用Matlab實現濾波器的仿真，算法的研究，軟核的制作等。