基于ARM9處理器的嵌入式指紋識別系統設計

摘要： 為了適應指紋采集傳感器件和指紋識別系統向著小型化和嵌入式方向發展的需要，文中提出了一種基于ARM9處理器架構的CPU芯片S3C2440A的嵌入式指紋識別系統（指紋識別系統是一個典型的模式識別系統，包括指紋圖像獲取、處理、特征提取和比對等模塊。）設計方案，同時對該指紋識別系統的硬件架構進行了說明。該方案具有結構簡單、可擴展性和移植性強等諸多優點。

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在身份認證方面具有更廣闊的前景。目前， 自動指紋識別系統一般都是聯機的， 大多數系統都選用指紋傳感器來采集， 并以計算機(PC) 作為主機來處理， 從而對指紋進行匹配。而本文提出的基于ARM9的嵌入式指紋識別系統則是把采集和處理集于一身的獨立系統， 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*勤系統等場合。嵌入式系統是指以應用為中心， 以計算機技術為基礎， 軟硬件可裁剪， 其應用系統對功能、可靠性、成本、體積和功耗等要求都比較嚴格的專用計算機系統。本文選用SAMSUNG的S3C2440A作為嵌入式指紋系統的主處理芯片， 提出了系統的軟硬件設計方案。：

1 嵌入式指紋識別系統的硬件設計

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

指紋數據采集模塊可利用軟件方式來判斷是否進行指紋的采集。當進行指紋采集時， 指紋傳感芯片將按照設定的參數來采集指紋， 并將模擬圖像轉換成數字圖像， 然后在ARM的控制下， 將數據存儲在外部數據空間， 以等待下一步的處理。

指紋識別系統的硬件框圖

圖1 指紋識別系統的硬件框圖。

微處理器模塊以ARM和數據存儲器為核心，可對采集到的指紋圖像進行相應的預處理， 并通過對發光二極管的控制來顯示指紋預處理結果。

數據存儲模塊由SDRAM、FLASH構成。其中Flash中存放的是系統的應用程序和一個指紋預處理后的數據， 系統上電后， 即可通過“BootLoader”

功能將程序加載到FLASH中以便程序運行。

SDRAM用來存放指紋圖像并提供程序運行時所需要的臨時數據空間。

通訊模塊的設計要考慮到處理的簡易性。本系統的指紋數據上傳采用的是串口方式。