基于TMS320VC5409型DSP的指纹识别系统

3．3 指纹的匹配

定位输入特征点集和已有的模版特征点集之间的匹配原点对,计算二个特征点集的旋转和平移参数．并根据这些旋转和平移参数校准输入点集，将校准后的特征点集转化到极坐标系中，然后比较特征点之间相互关系集合，得出指纹图像和模板之间的对应关系。

4 硬件结构

系统硬件结构如图4所示，系统核心选用．I'I公司的TMS320VC5409型DSP芯片，它是16 bit定点DSP,有着良好的性价比，其性能可以满足本指纹鉴定系统要求。它的主要特点如下：
●运算速度快，达100 MI／s；
●优化的CPU结构；
●智能外设，扩展方便；
●低功耗。



DSP从指纹传感器读取指纹图像数据并进行相应的算法处理,然后将处理结果送至液晶显示模块显示．利用DSP的并行存储器接口、多通道缓冲串口作为与指纹传感器、LCD显示屏和按键等的接口。为满足系统要求，给DSP配置了SRAM和EEPROM,并选用CPLD完成整个系统的逻辑设计。

笔者为DSP扩展了64 KB的CY7C1021型SRAM，但DSP最多支持外部扩展32 KB数据空间，需要通过CPLD中的逻辑电路来控制SRAM的A15地址线的电平，从而决定在同一时间是选择SRAM的高地址段32 KB存储空间还是低地址段32 KB存储空间。配置SST29EEOlO型EEPROM以满足DSP BOOTLOADER的需要，系统上电后DSP首先执行BOOTLOADER程序。将DSP外EEPROM中的程序装载到DSP片内的RAM中高速执行，这样，系统就可完全脱机工作，不仅可降低应用系统的硬件成本，还可以提高系统的整体抗干扰性能。

本系统选用美国ALTERA公司的MAX7000型CPLD，这是目前速度最快的高集成度可编程逻辑器件系列。笔者利用CPLD设计了很多系统协调工作所需要的逻辑，其中利用了很多DSP状态表征信号参与逻辑设计，而且可以把简单处理部分由协处理器来完成。

指纹采集装置采用美国VERIDICOM公司生产的FPS200型电路，它是一个接触式的高性能、低功耗、低价格电容式指纹传感器，主要特性如下：

●采用标准CMOS工艺制造，500 d／i高分辨率。
●封装尺寸：24 mm*24 mmx2．5 mm；
●传感区域：1.28 cm*1．50 cm；
●传感阵列：256x300;
●表面有超硬涂层保护;
●内置8位A／D转换器．可直接输出数字化图像信号．功耗不超过200 mW；
●具有自动指纹检测功能。

LCD模块采用FMl28641作为指纹图形和处理结果显示的用户界面。FMl28641是一种图形点阵液晶显示器．它主要由行驱动器／列驱动器及128x64全点阵液晶显示器组成，可完成图形显示，也可以显示8x4个(16x16点阵)汉字。为了便于调试，在电路设计上将DSP输出与LCD连接的控制性引脚先连入CPLD，以便于灵活地调整时序。

5 实验结果和调试

本指纹识别系统的外观小巧，工作性能稳定。算法开发前期使用C语言对算法进行功能性验证．验证成功后．使用面向TMS320VC5409 DSP的汇编语言在CCS环境中进行算法开发。

指纹图像的预处理和匹配程序先用软件仿真，仿真环境是SIMULATOR。在算法正确的情况下，再进行硬件仿真，直接采集指纹图像进行调试。硬件的各个模块单独编程调试，环境也是SIMULATOR．取得了良好的实时性。