实用性指纹识别模块设计方案，提供软硬件参考设计

2.2 系统创新点

纵览全球诸多指纹识别事件：出入关按指纹、开门按指纹、领社保按指纹、上班考勤按指纹、幼儿园接送孩子按指纹、银行取款按指纹、超市购物按指纹付款、洗衣服按指纹进行分工、打手机按指纹、上电脑按指纹等等新现象层出不穷，指纹识别已经与人们的生活休戚相关。指纹化产品呈现出广阔的市场开发前景和巨大的利润空间。

由于此开发板具有VGA、RS232、键盘/鼠标等接口，可以很方便的在很多产品得到应用，使产品具有指纹识别的功能。例如，它可以与指纹保险箱（柜）、指纹门锁、IC卡系统、汽车启动系统连接使用，也可以统购RS232和计算机等设备联机使用。同时，目前的指纹识别认证系统大都采用DSP或者ARM来实现，这样的嵌入式系统很难实现小型化集成化，更无法SOC，使得指纹识别在小型化便携式产品中的应用得到局限，而本模块以FPGA作为核心控制系统，由于FPGA具有高度集成、低功耗、短开发周期等优点，所以如果本模块设计成功，可以实现指纹识别模块的小型化、集成化和SOC，使得指纹识别可以应用到更多的领域，为人们的生活带来更多的便利和安全，同时也具有更广阔的市场开发前景和更大的利润空间。

技术成熟性和可靠性论述

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。