基于ARM9處理器的嵌入式指紋識別系統(tǒng)設(shè)計

摘要： 為了適應(yīng)指紋采集傳感器件和指紋識別系統(tǒng)向著小型化和嵌入式方向發(fā)展的需要，文中提出了一種基于ARM9處理器架構(gòu)的CPU芯片S3C2440A的嵌入式指紋識別系統(tǒng)（指紋識別系統(tǒng)是一個典型的模式識別系統(tǒng)，包括指紋圖像獲取、處理、特征提取和比對等模塊。）設(shè)計方案，同時對該指紋識別系統(tǒng)的硬件架構(gòu)進(jìn)行了說明。該方案具有結(jié)構(gòu)簡單、可擴(kuò)展性和移植性強(qiáng)等諸多優(yōu)點。

0 引言

指紋鑒定是人身識別最重要的手段之一， 指紋自動識別系統(tǒng)給指紋鑒定工作提供了一個新的平臺， 并使指紋自動識別系統(tǒng)在身份認(rèn)證方面具有更廣闊的前景。目前， 自動指紋識別系統(tǒng)一般都是聯(lián)機(jī)的， 大多數(shù)系統(tǒng)都選用指紋傳感器來采集， 并以計算機(jī)(PC) 作為主機(jī)來處理， 從而對指紋進(jìn)行匹配。而本文提出的基于ARM9的嵌入式指紋識別系統(tǒng)則是把采集和處理集于一身的獨(dú)立系統(tǒng)， 因而可以做得很小， 比較適合用于高檔汽車門、防盜門以及公*勤系統(tǒng)等場合。嵌入式系統(tǒng)是指以應(yīng)用為中心， 以計算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)， 軟硬件可裁剪， 其應(yīng)用系統(tǒng)對功能、可靠性、成本、體積和功耗等要求都比較嚴(yán)格的專用計算機(jī)系統(tǒng)。本文選用SAMSUNG的S3C2440A作為嵌入式指紋系統(tǒng)的主處理芯片， 提出了系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計方案。：

1 嵌入式指紋識別系統(tǒng)的硬件設(shè)計

圖1所示是本嵌入式指紋識別系統(tǒng)的硬件框圖。從圖1中可以看到， 本系統(tǒng)主要由指紋數(shù)據(jù)采集模塊、微處理器模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊和通訊模塊等四個模塊組成。本系統(tǒng)以ARM9處理器為核心來驅(qū)動指紋傳感器采集指紋， 并將指紋數(shù)據(jù)放入存儲器中， 此數(shù)據(jù)可以被PC通過串口獲取，也可以保存在數(shù)據(jù)存儲器中。

指紋數(shù)據(jù)采集模塊可利用軟件方式來判斷是否進(jìn)行指紋的采集。當(dāng)進(jìn)行指紋采集時， 指紋傳感芯片將按照設(shè)定的參數(shù)來采集指紋， 并將模擬圖像轉(zhuǎn)換成數(shù)字圖像， 然后在ARM的控制下， 將數(shù)據(jù)存儲在外部數(shù)據(jù)空間， 以等待下一步的處理。

指紋識別系統(tǒng)的硬件框圖

圖1 指紋識別系統(tǒng)的硬件框圖。

微處理器模塊以ARM和數(shù)據(jù)存儲器為核心，可對采集到的指紋圖像進(jìn)行相應(yīng)的預(yù)處理， 并通過對發(fā)光二極管的控制來顯示指紋預(yù)處理結(jié)果。

數(shù)據(jù)存儲模塊由SDRAM、FLASH構(gòu)成。其中Flash中存放的是系統(tǒng)的應(yīng)用程序和一個指紋預(yù)處理后的數(shù)據(jù)， 系統(tǒng)上電后， 即可通過“BootLoader”

功能將程序加載到FLASH中以便程序運(yùn)行。

SDRAM用來存放指紋圖像并提供程序運(yùn)行時所需要的臨時數(shù)據(jù)空間。

通訊模塊的設(shè)計要考慮到處理的簡易性。本系統(tǒng)的指紋數(shù)據(jù)上傳采用的是串口方式。