实用性指纹识别模块设计方案，提供软硬件参考设计

本模块采用xilinx公司Spartan 3E系列XC3S500E型FPGA作为核心控制芯片，这款芯片采用90ns的先进工艺，最大容量50万门，足以满足设计的要求。美国富士通公司的MFS300滑动式电容指纹传感器采用标准CMOS 技术，含有8 位A/D 变换器，能在2.8 V～5 V 的宽电压范围内工作，能自动检测到是否有指纹到达传感器，并实现在线采集。它能在保证指纹图像高分辨率(500dpi)的同时大大减小了传感器的尺寸(13.3×3.6mm2)。系统利用XC3S500E的SPI端口和MPS300进行数据传输，使得传输更方便，传输速度更快、抗干扰能力更强。再加上该模块利用嵌入式软核实现系统的管理，利用硬件实现识别算法，保证了系统功能的完整性与识别的正确性。而识别算法我们采用美国FBI推荐的特征点匹配算法来实现指纹的识别，更保证了系统功能的实现。

项目实施方案

1.方案基本功能框图及描述

用框图的方式并加以简单的描述简述实施本项目的技术方案。

图1 系统结构框图

系统采用xilinx公司Spartan 3E系列XC3S500E型FPGA作为核心控制芯片，通过MFS300滑动式电容指纹传感器进行指纹图象的采集，自动A/D转换，并将转换后的数字信号通过SPI端口传送给FPGA核心控制单元，以进行指纹登记或指纹对比。内扩展的SRAM和Flash 分别用作存储指纹程序运行时的临时数据和指纹数据信息。PROM在上电时对FPGA 进行程序配置。键盘用于实现模块模式的切换和模块密码设置等功能。RS23接口可以与计算机等设备进行联机操作，方便系统功能的扩展。该系统利用嵌入式软核实现系统的管理，利用硬件实现识别算法，保证了系统功能的完整性与识别的正确性。

2.需要的开发平台

实现本方案所需要的基本功能、功能、接口

所需要的目标FPGA开发平台，简述为什么需要此平台

是否需要其它配套的开发工具

需要的硬件开发平台是：初级板Spartan-3E

以partan 3E系列XC3S500E型FPGA作为核心控制系统，利用其SPI端口访问MFS300传感器的寄存器实现数据采集任务，在其内部嵌入DSP软核，实现对图像的预处理、特征参数的提取和匹配，利用其外设FLASH存储指纹数据信息，建立指纹数据库；通过LCD显示模块建立人机交互界面等。

需要的软件开发平台是：Xilinx ISE 9.1i、Matlab等；

利用Xilinx ISE 9.1i完成对FPGA的控制，利用Matlab实现滤波器的仿真，算法的研究，软核的制作等。

3.方案实施过程中需要开发的模块

在本方案中需要研制、开发的功能主要模块，以及开发的方式

需要具体开发的模块包括数据采集模块、原始图像的预处理模块、算法识别验证模块（通过Matlab实现Dsp算法，作为软核嵌入FPGA）、键盘操作模块、LCD显示模块等。

4.系统最终要达到的性能指标

论述本项目最终完成时所设想达到的目标。

能准确有效地完成指纹特征参数的提取和指纹的辨识验证。

需要的其它资源

1.设计输入输出功能子板

子板功能描述、接口说明、时间、方式

需要美国富士通公司的MFS300滑动式电容指纹传感器一个

按键16个

LCD一块

2.测试设备

列出在方案实施过程中所需要的测试设备(万用表、示波器、频谱仪、逻辑分析仪等)

需要的测试设备有万用表、示波器、逻辑分析仪、电源等。

3.方针、开发工具

列出在方案实施过程中所需要的仿真、开发工具等。

仿真工具用Modelsim，开发工具包括Ise、Matlab等