基于FPGA实现指纹识别系统及指纹采集接口.doc

文档介绍：基于FPGA实现指纹识别系统及指纹采集接
口
摘要：本文以ASIC芯片为应用背景，提出了一种基于FPGA的指纹 识别系统，及其采集接口的设计与实现方案，采用滑动式指纹传感器 完成高质量的指纹采集工作。
本文采集自网络，本站发布的论文均配置。本系统选用Xilinx公司用于Spartanlll系列的
专用PROM芯片XCF02So
?SRAM
SRAM用于存储部分算法程序运行时的临时数据，包括图像数据、 向量、特征值等，这是由于FPGA内部RAM容量不能满足程序运行需要 而扩展的。本系统选用Cypress公司的芯片CY7C1021V33—12,其大 小为 64kX 16bitSo
?Flash
Flash是一个指纹数据库，用来存储指纹特征点数据。它的容量 决定了该指纹识别系统能够储存的指纹数据的数量。本系统选用AMD 公司的芯片AM29LV160,其大小为lMX16bits,能存储约256K枚指纹。
指纹采集接口的设计与实现
指纹传感器MBF300
MBF300为富士通公司新推出的滑动式指纹传感器，它支持3种通 信接口： 8位微处理器总线接口、集成的USB全速接口和集成SPI接 □ o
本文选用SPI接口，在选择了 SPI模式后，MBF300的其它两种模 式将自动禁止。XC3S400通过读写MBF300内部的寄存器实现对它的控 制，以完成指纹检测与采集、自动A/D转换、数据传输等任务。
指纹采集接口硬件设计
本系统中SPI接口主设备为FPGA芯片XC3S400,从设备为指纹传 感器MBF200o由于FPGA没有特定管脚的要求，本文任意选用XC3S400 的4个I / 0 口 137-140,分别与指纹传感器MBF300的相应管脚连接, 见图4所示。
指纹采集接口软件设计
接口时钟采用传感器内部的12MHz时钟，整个采集指纹图像流程 依次为初始化XC3S400和MBF300、调整MBF300寄存器参数、读取指 纹数据、存储指纹数据。
?初始化 XC3S400 和 MBF300
系统上电后首先对FPGA器件XC3S400进行初始化，即从PROM中 读取配置数据(指纹识别算法和控制指令等)到内部的SRAM中，接 着 初始化指纹传感器MBF300,其中部分VHDL源程序如下：
ENTITY ini_mbf300 IS
PORT(……
PGC： INOUT STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0):
DTR： INOUT STD_LOGIC_VECTOR(7DOWNTOO)；
DCR： INOUT STD_LOGIC_VECTOR (7DOWNTO 0)；
THR： INOUT STD_LOGIC VECT0Rf7D0WNT0 0)；
CTRLB： INOUT STD_LOGIC VECTOR (7DOWNTO 0)：
ISR： INOUT STD_LOGIC_VECTOR(7DOWNTO 0)：
ICR： INOUT STD LOGIC VECTOR(7DOWNTO 0)：
）;一定义需要初始化的MBF300寄存器;
END ini_mbf300；
ARCHITECTURE ini mbf300 OFini_mbf300 IS
BEGIN
PGC〈二“00000110”；一初始设置