基于ARM9处理器的嵌入式指纹识别系统设计

摘要： 为了适应指纹采集传感器件和指纹识别系统向着小型化和嵌入式方向发展的需要，文中提出了一种基于ARM9处理器架构的CPU芯片S3C2440A的嵌入式指纹识别系统（指纹识别系统是一个典型的模式识别系统，包括指纹图像获取、处理、特征提取和比对等模块。）设计方案，同时对该指纹识别系统的硬件架构进行了说明。该方案具有结构简单、可扩展性和移植性强等诸多优点。

0 引言

指纹鉴定是人身识别最重要的手段之一， 指纹自动识别系统给指纹鉴定工作提供了一个新的平台， 并使指纹自动识别系统在身份认证方面具有更广阔的前景。目前， 自动指纹识别系统一般都是联机的， 大多数系统都选用指纹传感器来采集， 并以计算机(PC) 作为主机来处理， 从而对指纹进行匹配。而本文提出的基于ARM9的嵌入式指纹识别系统则是把采集和处理集于一身的独立系统， 因而可以做得很小， 比较适合用于高档汽车门、防盗门以及公*勤系统等场合。嵌入式系统是指以应用为中心， 以计算机技术为基础， 软硬件可裁剪， 其应用系统对功能、可靠性、成本、体积和功耗等要求都比较严格的专用计算机系统。本文选用SAMSUNG的S3C2440A作为嵌入式指纹系统的主处理芯片， 提出了系统的软硬件设计方案。：

1 嵌入式指纹识别系统的硬件设计

图1所示是本嵌入式指纹识别系统的硬件框图。从图1中可以看到， 本系统主要由指纹数据采集模块、微处理器模块、数据存储模块和通讯模块等四个模块组成。本系统以ARM9处理器为核心来驱动指纹传感器采集指纹， 并将指纹数据放入存储器中， 此数据可以被PC通过串口获取，也可以保存在数据存储器中。

指纹数据采集模块可利用软件方式来判断是否进行指纹的采集。当进行指纹采集时， 指纹传感芯片将按照设定的参数来采集指纹， 并将模拟图像转换成数字图像， 然后在ARM的控制下， 将数据存储在外部数据空间， 以等待下一步的处理。

指纹识别系统的硬件框图

图1 指纹识别系统的硬件框图。

微处理器模块以ARM和数据存储器为核心，可对采集到的指纹图像进行相应的预处理， 并通过对发光二极管的控制来显示指纹预处理结果。

数据存储模块由SDRAM、FLASH构成。其中Flash中存放的是系统的应用程序和一个指纹预处理后的数据， 系统上电后， 即可通过“BootLoader”

功能将程序加载到FLASH中以便程序运行。

SDRAM用来存放指纹图像并提供程序运行时所需要的临时数据空间。

通讯模块的设计要考虑到处理的简易性。本系统的指纹数据上传采用的是串口方式。