项目布景及可行性剖析
本项目名称是：根据FPGA的指纹辨认模块规划。
首要内容为：本模块选用xilinx公司的Spartan 3E系列XC3S500E型FPGA作为中心操控芯片，经过富士通公司的MFS300滑动式电容指纹传感器对指纹图象进行提取，然后对提取的指纹图画进行灰度滤波、图画增强、二值化、二值去噪、细化等预处理，得到明晰的指纹图象，再从明晰的指纹图象中提取指纹特征点，存入外部FLASH作为建档模板。指纹比对时，选用相同的方法取得明晰的指纹图画，树立比对模板，然后将比对模板与建档模板运用点形式匹配算法进行比对，得出比对成果。该模块运用嵌入式软核完结体系的办理，运用硬件完结指纹辨认，确保了体系功用的完整性与辨认的正确性。该辨认模块可用于门禁、考勤、安检、稳妥箱柜等许多方面，也可和核算机等设备联机运用，满意各个方面的不同需求，因而它的规划具有很广泛的运用远景和商场价值。
项目关键技能及立异点的论说;
2.1项意图关键技能
2.1.1 指纹图画的收集
本模块运用美国富士通公司的MFS300滑动式电容指纹传感器对指纹图画进行提取和保存。这款指纹传感器选用规范CMOS 技能，含有8 位A/D 变换器，能在2.8 V～5 V 的宽电压范围内作业，能主动检测到是否有指纹抵达传感器，并完结在线收集。它能在确保指纹图画高分辨率(500dpi)的一起大大减小了传感器的尺度(13.3×3.6mm2)。然后XC3S500E运用其SPI端口经过读写MFS300内部的寄存器，完结对它的操控，以完结指纹收集的使命。
2.1.2 指纹图画的预处理
图画预处理的首要进程包含：方向图核算、图画增强、二值化、二值去噪、细化等。预处理的意图是改进输入指纹图画的质量，以进步特征提取的精确性。原始指纹图画一般存在噪声污染、脊线开裂或脊线含糊等问题，需求进行图画增强(运用滤波技能)以改进质量。因为指纹特征仅包含在脊线的形状结构中，所以，经过二值化和细化把深浅纷歧、宽度不同的脊线变成灰度相同、单像素宽的细脊线，以便于特征提取。
2.1.3 指纹图画的特征提取与比对
体系经过细节特征提取算法对预处理后的指纹图画进行大局特征和细节特征的提取，将取得指纹图画特征参数存入外设FLASH中，树立指纹数据库。在辨认形式时，体系用相同的方法提取指纹图画特征参数，存入扩展SRAM中，然后将外设FLASH和扩展SRAM中的数据运用点形式匹配算法进行比对，终究将比对成果输出。
2.1.4 体系全体需求考虑的问题
有用的指纹辨识体系不仅仅依赖于辨识算法，还需求考虑许多其他方面的问题，它包含注册和辨识进程、排挤诈骗和安全考虑等。咱们有必要对这些问题提出应对方法，才干完结有用的辨识。
2.2 体系立异点
纵览全球许多指纹辨认事情：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，指纹辨认现已与人们的日子息息相关。指纹化产品呈现出宽广的商场开发远景和巨大的赢利空间。
因为此开发板具有VGA、RS232、键盘/鼠标等接口，能够很便当的在许多产品得到运用，使产品具有指纹辨认的功用。例如，它能够与指纹稳妥箱(柜)、指纹门锁、IC卡体系、轿车发动体系衔接运用，也能够统购RS232和核算机等设备联机运用。一起，现在的指纹辨认认证体系大都选用DSP或许ARM来完结，这样的嵌入式体系很难完结小型化集成化，更无法SOC，使得指纹辨认在小型化便携式产品中的运用得到限制，而本模块以FPGA作为中心操控体系，因为FPGA具有高度集成、低功耗、短开发周期等长处，所以假如本模块规划成功，能够完结指纹辨认模块的小型化、集成化和SOC，使得指纹辨认能够运用到更多的范畴，为人们的日子带来更多的便当和安全，一起也具有更宽广的商场开发远景和更大的赢利空间。
技能老练性和可靠性论说
本模块选用xilinx公司Spartan 3E系列XC3S500E型FPGA作为中心操控芯片，这款芯片选用90ns的先进工艺，最大容量50万门，足以满意规划的要求。美国富士通公司的MFS300滑动式电容指纹传感器选用规范CMOS 技能，含有8 位A/D 变换器，能在2.8 V～5 V 的宽电压范围内作业，能主动检测到是否有指纹抵达传感器，并完结在线收集。它能在确保指纹图画高分辨率(500dpi)的一起大大减小了传感器的尺度(13.3×3.6mm2)。体系运用XC3S500E的SPI端口和MPS300进行数据传输，使得传输更便当，传输速度更快、抗干扰才能更强。再加上该模块运用嵌入式软核完结体系的办理，运用硬件完结辨认算法，确保了体系功用的完整性与辨认的正确性。而辨认算法咱们选用美国FBI引荐的特征点匹配算法来完结指纹的辨认，更确保了体系功用的完结。
项目施行计划
1.计划基本功用框图及描绘
用框图的方法并加以简略的描绘简述施行本项意图技能计划。
图1 体系结构框图
体系选用xilinx公司Spartan 3E系列XC3S500E型FPGA作为中心操控芯片，经过MFS300滑动式电容指纹传感器进行指纹图象的收集，主动A/D转化，并将转化后的数字信号经过SPI端口传送给FPGA中心操控单元，以进行指纹挂号或指纹比照。内扩展的SRAM和Flash 别离用作存储指纹程序运行时的暂时数据和指纹数据信息。PROM在上电时对FPGA 进行程序装备。键盘用于完结模块形式的切换和模块暗码设置等功用。RS23接口能够与核算机等设备进行联机操作，便当体系功用的扩展。该体系运用嵌入式软核完结体系的办理，运用硬件完结辨认算法，确保了体系功用的完整性与辨认的正确性。
2.需求的开发渠道
完结本计划所需求的基本功用、功用、接口
所需求的政策FPGA开发渠道，简述为什么需求此渠道
是否需求其它配套的开发东西
需求的硬件开发渠道是：初级板Spartan-3E
以partan 3E系列XC3S500E型FPGA作为中心操控体系，运用其SPI端口拜访MFS300传感器的寄存器完结数据收集使命，在其内部嵌入DSP软核，完结对图画的预处理、特征参数的提取和匹配，运用其外设FLASH存储指纹数据信息，树立指纹数据库;经过LCD显现模块树立人机交互界面等。
需求的软件开发渠道是：Xilinx ISE 9.1i、Matlab等;
运用Xilinx ISE 9.1i完结对FPGA的操控，运用Matlab完结滤波器的仿真，算法的研讨，软核的制造等。
3.计划施行进程中需求开发的模块
在本计划中需求研发、开发的功用首要模块，以及开发的方法
需求详细开发的模块包含数据收集模块、原始图画的预处理模块、算法辨认验证模块(经过Matlab完结Dsp算法，作为软核嵌入FPGA)、键盘操作模块、LCD显现模块等。
4.体系终究要到达的性能指标
论说本项目终究完结时所想象到达的政策。
能精确有用地完结指纹特征参数的提取和指纹的辨识验证。
需求的其它资源
1.规划输入输出功用子板
子板功用描绘、接口阐明、时刻、方法
需求美国富士通公司的MFS300滑动式电容指纹传感器一个
按键16个
LCD一块
2.测验设备
列出在计划施行进程中所需求的测验设备(万用表、示波器、频谱仪、逻辑剖析仪等)
需求的测验设备有万用表、示波器、逻辑剖析仪、电源等。
3.政策、开发东西
列出在计划施行进程中所需求的仿真、开发东西等。
仿真东西用Modelsim，开发东西包含Ise、Matlab等
