SoPC自動指紋識別系統(tǒng)設(shè)計

　　如圖1所示，系統(tǒng)工作流程主要分為指紋硬件采集、指紋圖像硬件預(yù)處理和指紋軟件匹配。其中SRAM作為指紋數(shù)據(jù)的緩存設(shè)備，F(xiàn)lash做為指紋特征數(shù)據(jù)的存儲設(shè)備，對指紋數(shù)據(jù)的處理步驟按照箭頭所指示的方向進(jìn)行。

　　1.2 NiosⅡ軟件功能

　　Nios Ⅱ嵌入式處理器是ALTERA公司推出的采用哈佛結(jié)構(gòu)、具有32位指令集的第二代片上可編程的軟核處理器， 其最大優(yōu)勢和特點是模塊化的硬件結(jié)構(gòu)， 以及由此帶來的靈活性和可裁減性。相對于傳統(tǒng)的處理器， Nios Ⅱ系統(tǒng)可以在設(shè)計階段根據(jù)實際的需求來增減外設(shè)的數(shù)量和種類。設(shè)計者可以使用ALTERA 提供的開發(fā)工具SOPC Builder, 在PL D器件上創(chuàng)建軟硬件開發(fā)的基礎(chǔ)平臺， 也即用SOPC Builder創(chuàng)建軟核CPU和參數(shù)化的接口總線Avalon.在此基礎(chǔ)上， 可以很快地將硬件系統(tǒng)（包括處理器、存儲器、外設(shè)接口和用戶邏輯電路）與常規(guī)軟件集成在單一可編程芯片中。而且， SOPC Builder還提供了標(biāo)準(zhǔn)的接口方式，以便用戶將自己的外圍電路做成Nios Ⅱ軟核可以添加的外設(shè)模塊。這種設(shè)計方式， 更加方便了各類系統(tǒng)的調(diào)試。

　　Nios II作為主要控制模塊，通過Avalon總線協(xié)調(diào)指紋處理各個子模塊的運行。其中預(yù)處理硬件模塊由于處理中各算法步驟順序執(zhí)行，所以以一個整體掛在Avalon總線上，方便模塊的控制。指紋圖像預(yù)處理后的特征提取匹配使用NiosⅡ軟件實現(xiàn)，指紋數(shù)據(jù)儲存于程序的數(shù)據(jù)存儲器中，按照軟件處理流程調(diào)用各個函數(shù)進(jìn)行處理。為了方便觀察調(diào)試結(jié)果，在Avalon上掛有VGA和LCD顯示，每一步算法完成后調(diào)用VGA顯示查看處理結(jié)果，使用LCD提示處理步驟。