一、项目概述
1.1 导言
人的指纹是生物特征之一。指纹辨认是生物辨认技能中最为老练的, 其唯一性、稳定性, 一向都被视为身份辨别的牢靠手法之一。在当今大学生活中，大学生的身体素质逐步达不到规范，需求校园引导学生进行训练。但是若进行人工办理睬十分不便利，而进行机器智能办理，则相对简略。而指纹辨认，能将各个学生的信息一致进行办理，促进了校园对学生体育训练的办理。
1.2 项目布景/选题动机
本体系根据Xilinx的FPGA开发渠道Nexys™3 Spartan-6 作为中心操控器材，这款器材具有48M字节的外部存储器，以及丰厚的I/O器材和接口，适用于本体系。经过一些高精度的指纹辨认算法，然后经过FPGA的运算，咱们到达指纹图画的收集，存储，处理和比照功用，SDRAM 和Flash别离用作存储指纹程序运转时的暂时数据和指纹数据信息。一起，经过USB与电脑相连，在电脑中树立数据库，并完结FPGA与电脑的通讯，完结指纹辨认办理体系。
二、需求剖析
2.1 功用要求
运用指纹收集器收集指纹信息，传送至SDRAM存储。在FPGA上对指纹进行处理和匹配，一起编写程序使FPGA与核算机通讯并且在核算机上树立数据库，使得能够运用核算机的数据库完结数据办理。
2.2 功用要求
完结以精准，快速，实用性强的指纹辨认体系。一起完结杰出的FPGA与核算机通讯的功用。
2.3 体系关键
本体系首要难点在于指纹辨认的算法以及XILINX 与PC机通讯时所需求写的驱动。
三、方案设计
3.1 体系功用完结原理
本体系选用Xilinx公司 Spartan 6系列FPGA作为中心操控芯片，经过FPC1011F传感器
收集指纹传送至存储器SDRAM存储。在Spartan上运转的指纹处理程序对指纹信息进行处理取得特征点，并存储在SDRAM中或与SDRAM中的指纹信息进行匹配。终究，经过USB与核算机通讯，运用核算机中的学生数据库。
体系框图如图所示：
3.2 硬件渠道选用及资源配置
3.2.1 指纹传感器FPC1011F
FPC1011F 是瑞典Fingerprint Cards公司成功推出的一种电容式面装指纹传感器。该传感器选用了多项专利，如独立的晶圆体信号扩大、传感器外表的保护膜等。内部具有A/D转化，高速的SPI接口，8PIN的软排线能够便利的接入各种体系。
FPC1011F指纹传感器具有以下特色：
(1)FPC1011F芯片产自瑞典，选用共同的反射式测量法，抗静电可达正负15 kV，耐磨100万次，已被国内金融界公认为银行指定零件。
(2)选用专业的指纹辨认芯片PS1802DSP和最优化的指纹算法，指纹成像作用好。
(3)处理速度快，峰值能到达480MIPS，在1：1 000方式下，时刻小于1 s。
(4)功耗较同类产品低，正常作业主频120 MHz下，只要120 mW。
(5)模块体积为35 mm×26 mm×1 mm，便于各种指纹产品的开发。
(6)对干湿手指有主动调理功用。
FPC1011F指纹传感器含有小电容板，传感器运用高灵敏度像素扩大器，让每个像素即使是十分弱小的信号FPC1011F都能探测到，以此进步图画质量。用了替换指令的并摆放和传感器电板，替换板的方式是两个%&&&&&%板，以及指纹的山沟和山脊成为板之间的电介质。两者之间的恒量电介质传感器检测改变生成指纹图画
