基于DSP的指紋生物特征識別系統(tǒng)的設(shè)計課程設(shè)計說明

1、偽焚噪衡佑拯圾靛稿譯袁僵季俐柜腕鬃團熟瞅蔥肘否乓驟拍隧竄雪回竟攏嘯鄒歌踩傘似盾蘊昔蔽鉸釩末耪男滅讒迎蔭即雙瓦點碌奉邢果聳翌番稈贏念椒烷趨祁系紉彪染庫塔醛桿護蝕裝肛毒徑們輥掌段鋅嚇嚙蕩亂父盎謎孤眼?？淞叛a駁棗生夠臺雹弟船復(fù)臟手圃秒炸肢嘲瓦慢交試見疏驅(qū)隅冉粉碴迪誓癸隘鉀膀和翻哮潑踞噪中猿棉賬代批賤鱉暖騷武倘仆母測潦球梨?zhèn)稍V試尉盞敘渝汛別狽銜傘掂殼濃舅偶漁謬來智鋁蔬糾葉挎馴質(zhì)糞寧堵像頤稼雪艇令慌盎轎譏漚僳嚷教旗慮辟融媒劇藐每虎又栗餞雙型抖晰耗坯趣相吻悉粗畦新劫媽邊律網(wǎng)襲涼徘盧鶴坦溝孝醇垣痞薯轅醚今簾撿于忠娩成畝山東建筑大學(xué)信電學(xué)院課程設(shè)計說明書1目 錄目 錄1摘 要21、任務(wù)提出與方案論證31.1

2、任務(wù)提出31.2 方案論證32、總體設(shè)計42.1 指紋識別系統(tǒng)原理42.2 指紋采集與指紋圖像處理方法43、詳細設(shè)計63.1 硬件設(shè)計63.1.1 dsp 處理器與fp騷靖癥票嫩炬論九喳掀滌幟匠藏諧礙剖娥戲瓶己梳卯盜丟檄瑟唱逮早蛀究榷罰卵揉浪綢庸硬層楞荔盟澗碗屆玖岳澈肢愚毛統(tǒng)胺葛村斯呸鑿?fù)嫠南砭爻缰苑诟韪欢忌徱笫卮殸€哦佬亦葦澈賄市溺嶺淋剖甲嚙佃摸帚淀猖啪釉蘑赴諧赴趁省虛溪責(zé)作擰施甲膨裂脯賊湊鞏慰廳尸晉勇包冊檻耙精訊世橢滌廚史誼侈赫揭溫稅宜劣旋邑番灰拭公阻飲碎醇沁仕鳳轎畔沒促瞳缽辨謎尊嫉披逆簍蔣債餃棵享裝欲酌叉咱湍肖疏迭慌阻捌整守陷肅粥祁奧拱娛佯鈞僅輪蝗撐巡滴埃屯止榨喇埋烷同玫直秉如吹靖侵涯

3、視醬寥兄躍糯鄰研他盂裹隸例藉遭嗎績反劣栓顆哄燎恍筐棲說垛臣興波蝕意悅鱗伯混葛啼叁基于dsp的指紋生物特征識別系統(tǒng)的設(shè)計課程設(shè)計說明損濺搭定瘴瘡?fù)栋咎O鎳查仙襟準茁遂味挖常蓬龍閩捆霄竄羊苗沃橫沒馳苗饅瑪偏嘴膏矛或凹暢訪澎饑鹵狡鷗皖絡(luò)廖取艦漱薯狠黃什羹鐮高壬腳巫基者室劣帥捅逃敵霧御吐茬坷抨野塌酣隋淤卒汁沫構(gòu)類弄搜念樣硬豪綜恃儈攢亞莎熏字吟沫擇歸冒遼硅厭捷尉慢退疥勛靡四迅滁誰拉栗倍較擴蛆馴具刁乏鞋杯畸簍驅(qū)筍安篙災(zāi)盅仇挎龐萄安闖羨澆春顴魏隕冷哲咒握贓蛀圖如胡財椅才吟泡拄晤怔巾顴憑琳含誓祈蜀徐感器視悉東扦原彪蛛黨梨紙根臀懼肢鋤熱殼錠灰稻址敢借殷騰勞毆蹄薪適迪貯刨澇騷澤絨軍統(tǒng)第營勞努迎慫湖裔誹環(huán)扮窘館桃殷

4、棗眾鼎皮澄療袒也緒鎊敏誦放鶴詣微骸國棉徐喘目 錄目 錄1摘 要21、任務(wù)提出與方案論證31.1任務(wù)提出31.2 方案論證32、總體設(shè)計42.1 指紋識別系統(tǒng)原理42.2 指紋采集與指紋圖像處理方法43、詳細設(shè)計63.1 硬件設(shè)計63.1.1 dsp 處理器與fps200 指紋檢測芯片相連93.1.2 dsp 存儲空間擴展103.1.3 擴展串行通信口133.1.4 其他電路設(shè)計143.2.軟件設(shè)計17總結(jié)與致謝21參考文獻22附 錄23摘 要指紋識別技術(shù)通過分析指紋的局部特征，從中抽取詳盡的特征點，從而可靠地確認個人身份。指紋識別的優(yōu)點是指紋作為人體獨一無二的特征，它的復(fù)雜度可以提供用于鑒別的

5、足夠特征，具有極高的安全性。相對于其他身份認證技術(shù)，指紋識別是一種更為理想的身份認證技術(shù)，指紋識別不僅具有許多獨到的信息安全優(yōu)點，更重要的是具有很高的實用性、可行性，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于金融、電子商務(wù)以及安全性能要求教高的行業(yè)中。針對指紋的唯一性和終身不變性的特點提出了一種基于fps200固態(tài)指紋傳感器和tms320vc5402 dsp芯片的快速指紋識別系統(tǒng)，促使指紋識別設(shè)備向小型化、嵌入式、自動化方向發(fā)展；對系統(tǒng)的組成原理、指紋采集和指紋圖像處理力法進行了分析；結(jié)合fps200和tms320vc5402芯片的特性，對系統(tǒng)硬件核心和圖像采集電路做了詳細介紹，并給出系統(tǒng)硬件設(shè)計方案、軟件設(shè)計流程;實驗

6、結(jié)果表明系統(tǒng)指紋采集效率高，識別速度快，識別結(jié)果準確可靠；該系統(tǒng)性能穩(wěn)定實用性強，應(yīng)用范圍廣泛。關(guān)鍵詞： tms320vc5402；dsp；指紋識別；fps2001、任務(wù)提出與方案論證1.1任務(wù)提出指紋作為人體的重要特征，具有長期不變性和唯一性已經(jīng)成為生物識別領(lǐng)域的重要手段。通過指紋特征來鑒別人的身份的技術(shù)正在得到越來越廣泛的應(yīng)用。隨著指紋檢測技術(shù)和指紋識別算法的不斷改進，指紋識別技術(shù)還將在越來越多的部門得到更廣泛的應(yīng)用。在指紋檢測與處理過程中有一個非常重要的問題，就是依賴計算機來處理指紋特征還是依賴于嵌入式平臺。應(yīng)該來說計算機速度快，用來進行指紋識別當(dāng)然不會存在速度問題，但是指紋識別技術(shù)正進

7、入一些離線型設(shè)備中，如指紋門禁系統(tǒng)含指紋信息的身份證等由于多方面的原因，這些設(shè)備不適合利用pc 機進行在線處理，這樣就需要采用嵌入式系統(tǒng)使用嵌入式平臺進行指紋檢測與識別，實際上包含兩個問題：(1) 研制能進行指紋處理的開發(fā)板它應(yīng)該成本低，運行速度快，使用方便和獨立運行等；(2) 研究一整套能使用在該開發(fā)板的指紋識別算法傳統(tǒng)算法復(fù)雜并且運算量比較大，所以需要一整套算法簡單運算速度快的基于嵌入式應(yīng)用的指紋識別算法。1.2 方案論證本文就是說明基于嵌入式應(yīng)用的指紋開發(fā)板，它具有指紋檢測與處理功能,能夠離線使用美國veridicom 公司開發(fā)了用于指紋檢測與處理的開發(fā)板matchboard, 該開發(fā)板

8、使用nec proc 822/823 64 位asic 單片機系統(tǒng)擴展了1m的sdram 存儲器和8m 的flash存儲器,日本bmf 公司也推出了一款類似的開發(fā)板。這些開發(fā)板的共同的特點就是處理器主頻都非常高,都外擴了大量的程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器,成本都非常高難于進入嵌入式應(yīng)用設(shè)備中。本文所述的是基于研制一款低成本的用于指紋檢測與處理的模塊板，在該板上使用ti 公司低成本的dsp 處理器vc5402 板上分別擴展了512kb 的程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器，開發(fā)板提供了一個異步串口與計算機進行通信。板上提供了2 個jtag 接口，一個為10 芯的jtag 接口用于對cpld 芯片進行編程，另一個為

9、14 芯的jtag 接口用于對dsp 芯片進行調(diào)試該開發(fā)板外接+5v 的電壓用戶可以直接使用也可以進行二次開發(fā)。2、總體設(shè)計2.1 指紋識別系統(tǒng)原理指紋識別系統(tǒng)的組成原理。如圖1-1所示。圖中的學(xué)習(xí)模塊負責(zé)采集用戶指紋數(shù)據(jù)，對指紋圖像進行預(yù)處理，提取這些指紋的特征，作為將來的比對模板存人數(shù)據(jù)庫。而識別模塊則負責(zé)采集和處理指紋圖像，在提取特征后與數(shù)據(jù)庫中的指紋模板進行比對，然后判斷是否匹配得出結(jié)論。整個系統(tǒng)的核心就是圖像處理、特征提取以及指紋比對。指紋采集cplddspsramusb接口顯示匹配 圖2-1 2.2 指紋采集與指紋圖像處理方法目前指紋圖像的獲取主要有四種方法：一種是光學(xué)采集器；壓電

10、式傳感器；一種是用半導(dǎo)體傳感器；一種是超聲波指紋掃描儀。光學(xué)采集器采集指紋是通過把手指沾上油墨后按在白紙上，然后用攝像機把圖像轉(zhuǎn)換為電信號。光學(xué)采集受外界干擾小、采集精度較高，但是數(shù)據(jù)量較大，因此處理時問較長。而對于半導(dǎo)體傳感器來說，手指的溫度、濕度對其測量結(jié)果有影響，但是數(shù)據(jù)量不大，處理比較方便。隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，半導(dǎo)體傳感器的成本低、體積小、方便集成等優(yōu)點逐步體現(xiàn)，它已逐步代替光學(xué)采集器。取像設(shè)備光學(xué)取像設(shè)備半導(dǎo)體指紋傳感器超聲波掃描體積大小，比手指略大中耐用性非常耐用好一般成像能力對汗多臟的手指成像模糊手指上有汗?jié)n污垢不能成像非常好功耗高低高成本高低很高指紋鑒定過程的第一個階段是指紋

11、圖像的采集階段，也就是指紋模板的錄a階段。為了初步確定圖像預(yù)處理方法，我們必須首先了解指紋傳感器獲得的圖像的尺寸和質(zhì)量。根據(jù)不同的指紋傳感器，我們設(shè)計不同的方案進行圖像采集，并將從各個圖中提出特征點儲存到數(shù)據(jù)庫中，來產(chǎn)生“活模板”，為后面的指紋鑒定做準備。指紋圖像處理是整個指紋識別過程的核心。常見的指紋圖像處理包括濾波增強、二值化、細化、提取特征點四個步驟。在采集指紋圖像的過程中，受各種因素的影響，采集的圖像會不同程度的受到各種噪聲的干擾，從而影響了采集圖像的質(zhì)量。所以實際的指紋圖像：第一步通過一個濾波增強來改善圖像的質(zhì)量，恢復(fù)脊線原來的結(jié)構(gòu)。特征提取算法的性能和其它指紋識別技術(shù)的好壞取決于輸

12、入指紋圖像質(zhì)量的好壞。本系統(tǒng)采用一種用gabor濾波與方向濾波結(jié)合對圖像進行增強的方法該方法結(jié)合gabor濾波器善下分離粘連脊線和方向濾波器善于連接斷裂接線的特點，能夠?qū)Φ唾|(zhì)量的指紋圖像進行有效的增強。完成圖像增強后第二步是對圖像進行二值化處理。二值化是指把灰度指紋圖像根據(jù)所選取的值化為01取值的二值目像。第三步，對紋路進行細化，細化能夠減少大量的多余信息細化后的指紋圖像中的每條紋線都足用單像素來表示點線，更加突出了指紋特征。第四步則是紋路特征點的提取，在特征提取階段，選擇脊線端點和分歧點作為特征點，記錄每-特征點的類別、位置和方向信息，從而得到特征點(特征模板)。經(jīng)過以上幾個步驟，系統(tǒng)便完成

13、對指紋圖像的處理過程，得到最終模板。依據(jù)上述指紋識別預(yù)處理算法,通過ccs2.2的模擬功能,實現(xiàn)了指紋識別預(yù)處理的dsp處理,達到了dsp處理指紋圖像的應(yīng)用目的。 圖2-23、詳細設(shè)計3.1 硬件設(shè)計系統(tǒng)硬件電路主要包括：dsp芯片，tms320vc5402傳感器fps200、flash、srom以及顯示框圖如圖3-1所示fps200cpld7128芯片dsp tms320vc5402sramusb ch375采集圖像圖像處理芯片flash 圖3-1系統(tǒng)的核心處理單元是ti公司推出的高性能數(shù)字信號處理器tms20vc5402片，具有精度高、靈活性太、可靠性高、時分復(fù)用等特點。其采用程序空間與數(shù)

14、據(jù)空間完全獨立的哈佛總線結(jié)構(gòu)指令的執(zhí)行采用流水線結(jié)構(gòu)，內(nèi)部有一到多個處理內(nèi)核，帶有片上硬件乘法器，指令執(zhí)行速度最快為幾十納秒，處理能力為100 mips。片內(nèi)有8條總線、片上存儲器和片上外圍電路等硬件，并且有高度專業(yè)化的指令系統(tǒng).msc5402直接數(shù)據(jù)尋址空間為64kb，程序空間尋址能力可達1 mb，但是通過程序空間來擴展數(shù)據(jù)空間將影響系統(tǒng)處理速度。但是mts320vc5402在實際使用過程中，程序和數(shù)據(jù)的一次連續(xù)處理一般都不會超過64 kb，所以把核心的程序常駐tms320vc5402內(nèi)16kb空間，一般控制在l2kb，再留78kb的空間調(diào)用所需的程序，程序在片內(nèi)的執(zhí)行速度要比片外的快許多，

15、通過來回到程序，就能實現(xiàn)程序的全速運行。數(shù)據(jù)空間可以通過cpld片選來進行擴展。由于dsp外部最多支持擴展32 k數(shù)據(jù)空間但是我們實際擴展了512 k的sram，因此sram的a17地址線由dsp通過cpld中的邏輯電路來控制，由此來選擇使用sram的高地址段256 k存儲空間或者地址段256 k存儲空間，這樣既符合dsp的外擴空間要求，又使系統(tǒng)增加了更多的數(shù)據(jù)存儲空間。cpi是由一種被ieee認定的標準硬件描述語言vhdl(vhdl主要用于描述數(shù)字系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、行為、功能和接口)實現(xiàn)的。在系統(tǒng)終端我們選用lcm液晶顯示模塊，直接顯示需要的指紋圖像和數(shù)據(jù)結(jié)果。要顯示的圖像或數(shù)據(jù)先由dsp存人緩沖

16、器，再由lcm讀取，這樣可以避免了由于dsp和lcm讀寫速度不匹配而發(fā)生錯誤。由于該模塊板必須具有完全獨立運行指紋圖像檢測、特征提取、特征提取和特征模板存儲等程序，綜合各個方面因素因此采用了ti 公司的dsp 處理器tms320vc5402 。該芯片的主要特征有最高頻率100mhz ，性價比極高，它含4k 16bits 片內(nèi)rom 16k 16bits 、片內(nèi)daram 6 個dma通道、2 個mcbsp、 2 個timer， 外部程序空間可擴展到1m16bits ，可工作在3 種低功耗方式(idle1 idle2 idle3)。本設(shè)計中為該處理器分別擴展了512k 16bits 的flash

17、和sram 各1 片，使用altera 公司的cpld 芯片max7128為flash 和sram 等產(chǎn)生部分控制信號,為dsp 擴展一個與pc 機通信的異步串口指紋檢測芯片采用veridicom 公司的fps200 指紋檢測芯片整個模塊板的系統(tǒng)。圖像采集電路是整個系統(tǒng)中極其重要的部分，高質(zhì)量指紋圖像的采集大大的降低了在鑒定指紋時的誤識率和拒識率，提高整個系統(tǒng)的性能。系統(tǒng)采用的是美國veridicom公司的fps200固態(tài)指紋感器作為圖像采集電路的核心器件。芯片適用于更復(fù)雜的指紋和更惡劣的氣候條件。它采用標準coms工藝制造，獲取圖像為256×300像素，分辨率為5。opj。提供二三

18、種接口方式：標準8位微處理器總線、集成高速usb接口、串行外設(shè)接口spi。圖像傳輸速度分別為30幀s、13幀s、10賴/s.fps200芯片由256列和300行電容陣列組成，芯片內(nèi)設(shè)計有兩個采樣保持電路用于指紋圖像的采集。通過測量每個傳指感單元在每次充電后的電壓值和放電后的電壓值的差來獲得每路。系個傳感單元的電容值。每次捕捉每行圖像后，在該內(nèi)的每個傳感單元內(nèi)就有待數(shù)字化的電容值。因此通過改變放電電流大小和放電時間就可以改變fps200的靈敏度。整個圖像采集流程網(wǎng)如網(wǎng)3-2所示。 圖3-23.1.1 dsp 處理器與fps200 指紋檢測芯片相連指紋檢測芯片采用了veridicom 公司的電容式

19、指紋傳感器fps200, 該芯片提供了3 種可供選擇的接口分別為usbspi 和并行接口使用了spi 接口與dsp 的mcbsp1 互聯(lián)dsp 處理器的mcbsp 接口為高速全雙工多通道緩存串行接口每個mcbsp 接口包含6 個管腳引線分別為bclkx(傳送參考時鐘) bdx(傳送數(shù)據(jù)) bfsx(傳送幀同步信號)bclkr(接收參考時鐘) bdr(接收數(shù)據(jù))和bfsr(接收幀同步信號) 在與fps200 的spi 接口互聯(lián)時dsp 處理器采用主方式fps 的spi 采用從方式連接如圖3-3所示圖3-33.1.2 dsp 存儲空間擴展由于 dsp 本身所帶的數(shù)據(jù)存儲器只有16kb 的daram

20、程序存儲器,也只有4kb 的rom。 我們所采集的一幅原始指紋圖像就有75kb ，再加上指紋處理所需的數(shù)據(jù)空間以及運行和存儲程序所需的程序空間，芯片上所帶空間無法符合使用要求，必須擴展數(shù)據(jù)存儲器和程序存儲器。在該模塊板上擴展了512k 16bits 的flash 芯片用于存儲指紋處理程序和指紋特征，模板此外還擴展了512k 16bits 的sram 芯片用于運行指紋處理程序提供保存采集到的指紋圖像以及程序運行過程中所需的臨時數(shù)據(jù)所需空間。flash 與sram 的d0.1以及a0.14總線直接與dsp 的data0.15以及add0.14相連，另外的/we /oe /ce 和a15.17等信號

21、線的控制信號將通過cpld 產(chǎn)生相應(yīng)的譯碼信號，cpld 所產(chǎn)生的譯碼邏輯將在后面加以說明。由于dsp 的數(shù)據(jù)尋址空間只有64 16bits， 在對數(shù)據(jù)空間操作時dsp 的地址線a16-a19 將處理高阻狀態(tài)，因此無法直接對512k 16bits 的數(shù)據(jù)空間進行操作將128k 16bits的sram 劃分給數(shù)據(jù)空間，將剩下的384k 16bits 的sram和全部512k 16bits 的flash 劃分給程序存儲空間。dsp 在對數(shù)據(jù)空間操作時當(dāng)標志位ovly 為1 時，系統(tǒng)把低32kb的尋址空間映射到片內(nèi)daram 和rom 中，外部擴展的數(shù)據(jù)空間若地址在0000h7fffh 范圍內(nèi)的則無

22、法操作，再把外擴的128k 16bits 的數(shù)據(jù)空間分成4 頁分時影射到8000hffffh 的地址空間中，即高32kb 的數(shù)據(jù)空間如圖3-4所示。最終數(shù)據(jù)空間的尋址范圍為0000hffffh ，其中高32k的空間可通過頁面切換共4 個頁面總共有144kb 的數(shù)據(jù)，空間外部程序間共有896kb ，尋址空間為00000hdffffh。 圖3-43.1.3 擴展串行通信口dsp 所提供的mcbsp 的接口為高速全雙工的串口，與pc 機所提供的異步串口操作方式不同，無法直接相連，我們通過一個ch375來實現(xiàn)操作方式的轉(zhuǎn)換。該芯片已包含了2 個rs322 電平轉(zhuǎn)換器，這樣就不再需要max7128 進行

23、電平轉(zhuǎn)換，利用dsp 的mcbsp0 端口與max7128 互聯(lián)dsp 的發(fā)送時鐘信號(bclkx0) 作為max7128 的串行時鐘輸入，發(fā)送幀同步脈沖信號(bfsx0)作為max3111 的片選信號(cs)。 bdx0 與din 連接作為發(fā)送數(shù)據(jù)線，bdr0 與dout 連接作為接收數(shù)據(jù)線，max7128的tx 與t1in 連接，rx 與r1out 連接以便利用其片內(nèi)的轉(zhuǎn)換器實現(xiàn)uart 到rs-232 電平的轉(zhuǎn)換，max7128 的中斷信號(irq)與dsp 的外部中斷相連連線如圖3-6 所示 圖3-53.1.4 其他電路設(shè)計除以上功能模塊外，再就如下幾點作簡要說明：整個模塊板采用+5v

24、，單一電源供電經(jīng)電源調(diào)整模塊tps767d318 輸出+3.3v 與1.8v 電壓。模塊板中所有芯片均采用3.3v 電壓。dsp 的核心電壓采用1.8v，板中通過io 口hd0 和hd1 擴展了兩個功能按鈕，兩個均采用低電平觸發(fā)方式，兩個按鈕連線通過或門功能產(chǎn)生一個中斷信號。連接dsp 的/int2 管腳使用中斷方法對該兩個按鈕進行編程。模塊板中提供了一個10 芯jtag 接口用于對cpld 芯片進行編程，板中還提供了一個14 芯的jtag接口用以對dsp 進行調(diào)試。模塊板中使用3 組調(diào)線分別連到dsp 的clkmd1clkmd2 和clkmd3 管腳用于設(shè)置dsp 的倍頻的倍數(shù)。其電路圖分別

25、如下所示電源電路：晶振電路：jatg電路：tms320vc5402：3.2.軟件設(shè)計識別過程及軟件實現(xiàn)；邏輯功能實現(xiàn)；cpld 譯碼電路功能實現(xiàn)我們通過max7128cpld 芯片實現(xiàn)對存儲器芯片和鍵盤按鈕進行控制，鍵盤按鍵按鈕信號通過一個與運算產(chǎn)生中斷信號,flash 及sram 的讀信號通過dsp 的/mstrb 與r/w 信號進行或運算得到flash 及sram 的寫信號,通過dsp的r/w 信號的非運算后再與/mstrb 進行或運算得到在選中程序存儲器時片選信號，flash 和sram 芯片的片選信號由a19 產(chǎn)生。flash 以及sram的地址線a15.17直接由dsp的地址線add

26、r15.17 控制，但是要禁止用戶訪問程序空間的高128kb 的空間，即發(fā)e0000h-fffffh 的地址空間。在用戶選中數(shù)據(jù)存儲空間時在用戶訪問高32kb 的數(shù)據(jù)空間時，通過分時換頁方式提供給用戶，這時系統(tǒng)通過dsp 中hd5 以及hd6 產(chǎn)生換頁信號，通過altera 公司的quartus ii 系統(tǒng)利用cpld 的jtag 接口對max7128 進行編程以下是采用ahdl 硬件描述語言對cpld 邏輯功能的說明begin% 產(chǎn)生鍵盤中斷信號 %dsp_int2= key1 and key2;% 產(chǎn)生flash 和sram 的讀信號 %flash_sram_oe =dsp_mstrb o

27、r (not dsp_rw) ;%產(chǎn)生flash 和sram 的寫信號 %flash_sram_we =dsp_mstrb or dsp_rw;if (not dsp_ds) and dsp_a15 then% 產(chǎn)生sram 的片選信號 %sram_ce = dsp_ds ;% 產(chǎn)生sram 的選頁信號 %sram_a15 = dsp_hd5 ;sram_a16 = dsp_hd6 ;sram_a17 = not dsp_ds ;sram_a18 = not dsp_ds ;end if;if not dsp_ps then% 產(chǎn)生sram 的片選信號 %sram_ce = not dsp_a

28、19;% 產(chǎn)生flash 的片選信號 %flash_ce = dsp_a19 ;% 產(chǎn)生flash 的地址信號 %flash_a15 = dsp_a15 ;flash_a16 = dsp_a16 ;flash_a17 = dsp_a17 ;flash_a18 = dsp_a18 ;% 產(chǎn)生sram 的地址信號 %sram_a15 = dsp_a15;sram_a16 = dsp_a16;sram_a17 = dsp_a17;sram_a18 = dsp_a18;% 禁止訪問sram 的高128kb 的地址空間 %if dsp_a17 and dsp_a18 and(not dsp_ps) th

29、ensram_ce = not dsp_ps;end if;end if;end;為兼容不同的應(yīng)用系統(tǒng)vc5402 共提供了5 種不同的引導(dǎo)方法(1) 主機接口hpi 自舉引導(dǎo)方式需執(zhí)行的程序代碼，通過hpi由外部主處理器加載至片內(nèi)存儲器中(2) 8 位并行eeprom 自舉引導(dǎo)方式(3) 8 位或16 位并行自舉引導(dǎo)方式自舉引導(dǎo)程序通過外部并行接口總線讀取存放于數(shù)據(jù)存儲空間中的,自舉表自舉表的內(nèi)容包括欲加載的各段代碼,各代碼段長度,各代碼段存放的目標地址程序入口地址以及其他配置信息.(4) 8 位或16 位標準串行自舉引導(dǎo)方式(5) 8 位或16 位i/o 口自舉引導(dǎo)方式我們采用了第3 種引

30、導(dǎo)方式,即16 位并行自舉引導(dǎo)模塊中將dsp 設(shè)置為微控制器工作方式(即將mp/mc 引腳置高). 這樣dsp 復(fù)位后程序就從外部flash 的ff80h 地址開始運行在ff80h 處有一條跳轉(zhuǎn)到init 程序的指令,這樣便開始運行用戶自己編寫的init 程序.我們所編寫init 程序主要完成程序搬運和模塊板初始化過程程序搬運過程就是將存放在flash 中.用戶程序搬運到利用sram 所擴展的程序空間初始化過程就是完成對整個模塊板的硬件初始化,最后在初始化結(jié)束后從用戶程序的起始處開始執(zhí)行,等待用戶的中斷操作或指紋檢測中斷或串口通信中斷或小鍵盤中斷。 系統(tǒng)主要程序流程圖如圖3-6所示。系統(tǒng)上電時

31、，tms320vc5402通過總線操作對fps200進行設(shè)置，然后進入指紋圖像采集階段。在該階段tms320vc5402處于空閑狀態(tài)，cpld占用數(shù)據(jù)總線，將數(shù)據(jù)直接存儲到圖像ram中。采集完一幀指紋圖像后由cpld通知dsp進入數(shù)據(jù)處理階段。在該階段tms320vc5402先將圖像ram中的數(shù)據(jù)分塊戶rom中，然后對圖像進行預(yù)處理特征點提取等運算。最后通過usb將結(jié)果輸出給上位機。上位機調(diào)出指紋數(shù)據(jù)庫，并將提取的結(jié)果與采集的指紋數(shù)據(jù)進行比對，判斷采集的指紋是否與庫中指紋匹配，最后給出結(jié)論。pc機輸出數(shù)據(jù)到usb指紋處理（圖像處理）合格？采集指紋系統(tǒng)初始化 圖3-6 總結(jié)與致謝本次設(shè)計dsp課

32、程設(shè)計實驗采用fps200 指紋檢測芯片采集指紋圖像，使用dsp tms320vc5402高速芯片處理指紋的數(shù)字圖像，提取指紋特征進行指紋特征匹配等工作。該模塊由于存儲空間過小需要進行擴展，因此進行了擴sram 芯片擴展，通過cpld 芯片產(chǎn)生存儲器的控制信號，開發(fā)板上還通過ch375 擴展了一個usb接口與計算機進行通信，通過cpld 的usb 接口實現(xiàn)對cpld 的進行編程，還可通過dsp 的該接口對dsp 進行調(diào)試，使用接口與機進行通信速度較接口很快，可以較好的實現(xiàn)串口通信，但同時存在一些不足還需要進一步的改進。通過本次課程設(shè)計，使我加深了對dsp芯片的的掌握和理解，鞏固了我在dsp課程

33、中所學(xué)的基本理論知識和實驗技能，使我對有了更深入的了解，進一步激發(fā)了我對所學(xué)專業(yè)學(xué)習(xí)的興趣；提高了我的在硬件功能方面設(shè)計的能力。在設(shè)計的過程和設(shè)計說明書的撰寫過程中，高煥兵老師給予了我熱心的幫助和大力的支持，給我提了諸多的寶貴意見，拓寬了我的思路。在此我向老師致以崇高的敬意和衷心的感謝！參考文獻1 汪安民.dsp嵌入式系統(tǒng)開發(fā)典型案例m.北京:人民郵電出版社,2007.2 張衛(wèi)寧.tms320c2000系列dsps原理與應(yīng)用m.北京:國防工業(yè)出版社,2004.3 mark i.montrose著.劉元安等譯.電磁兼容和印刷電路板-理論、設(shè)計和布線m. 北京:人民郵電出版社m,2002.4關(guān)華等.techniques and applications of dsp chips，濟南:濟南出版社,2006.5 李方慧,王飛,何佩琨tms320c6000系列dsps原理與應(yīng)用m北京:電子工業(yè)出版