基于DSP的指紋采集系統(tǒng)的研究

2 存儲(chǔ)器電路的設(shè)計(jì)
通常一個(gè)DSP系統(tǒng)除了DSP芯片之外，還需要外部存儲(chǔ)器。外部存儲(chǔ)器一般有兩種，即存儲(chǔ)程序和固定數(shù)據(jù)的EPROM和可讀寫的快速RAM。本系統(tǒng)采用的存儲(chǔ)器為CY7C1041，是一款256K×16bit的靜態(tài)RAM。從接口方式考慮，外部存儲(chǔ)器分為串口存儲(chǔ)器和并口存儲(chǔ)器2種。在DSP系統(tǒng)中，由于要求高速交換數(shù)據(jù)，一般都采用并口存儲(chǔ)器。

由DSP的程序空間選擇信號(hào)PS作為外部程序存儲(chǔ)器的片選線，讀寫線R/W作為外部存儲(chǔ)器的讀寫控制線，存儲(chǔ)器選通信號(hào)MSTRB作為外部程序存儲(chǔ)器的使能線，地址線A0～A17作為地址線尋址256K×16程序存儲(chǔ)空間。在DSP與外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的接口中，讀寫線R/W作為外部存儲(chǔ)器的讀寫控制線，由數(shù)據(jù)空間選擇信號(hào)DS作為外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的片選信號(hào)，存儲(chǔ)器選通線MSTRB作為外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的使能線，因?yàn)镃54XX系列DSP地址線只有A0～A15才能作為外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和I/0口尋址，所以要尋址空間超過64KB，必須擴(kuò)展地址線。

3 DSP與FPS200的接口設(shè)計(jì)
本系統(tǒng)TMS320VC5402與指紋傳感器FPS200的接口實(shí)現(xiàn)采用微處理器接口模式，其接口形式非常簡單。需要說明的是，在該芯片中，地址選擇與數(shù)據(jù)寫入是分兩步完成的，先通過A0置0來寫地址索引寄存器，然后再對A0置1來讀寫對應(yīng)地址的數(shù)據(jù)寄存器。

指紋傳感器通過目錄地址表去選擇它的功能寄存器。芯片內(nèi)有8位數(shù)據(jù)線（D[7:0]）和一個(gè)地址選擇線（A0）。此地址線用來選擇目錄寄存器和數(shù)據(jù)寄存器。若A0為低，則選中目錄地址；若A0為高，則通過目錄地址選中數(shù)據(jù)寄存器，而目錄寄存器內(nèi)數(shù)據(jù)保持原值，直至被重寫或者芯片復(fù)位。

芯片有四個(gè)控制輸入引腳：RD、WR、CS0、CS1。若使CS0為低且CS1為高，則選中芯片，數(shù)據(jù)被鎖存在寫（WR）的上升邊緣。

系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
軟件實(shí)現(xiàn)包括兩大部分，一是指紋數(shù)據(jù)采集控制部分，二是指紋數(shù)據(jù)通信傳輸部分。

指紋數(shù)據(jù)采集控制部分是使用C語言實(shí)現(xiàn)，而指紋數(shù)據(jù)傳輸采用C/C++語言實(shí)現(xiàn)，之后調(diào)用TMS320VC5402 C編譯器將其編譯成匯編語言，然后再送TMS320VC5402匯編器進(jìn)行匯編。

圖3 CCS環(huán)境下的程序開發(fā)流程

本系統(tǒng)的指紋圖像采集工作是由DSP來控制FPS200指紋傳感器進(jìn)行的，基于DSP的集成開發(fā)環(huán)境CCS2.0下的軟件設(shè)計(jì)流程圖如圖3所示。
本系統(tǒng)的主程序流程圖如圖4所示。

圖4 主程序流程圖

結(jié)語
本系統(tǒng)將DSP技術(shù)引入指紋采集領(lǐng)域，這些器件比傳統(tǒng)的單片機(jī)、分立元件不僅在可靠性、處理速度、穩(wěn)定性上大大提高，而且使得設(shè)計(jì)的板卡體積大大減小，功耗大大降低，為指紋技術(shù)進(jìn)入民用領(lǐng)域創(chuàng)造了有利條件。