人体生物特征具有唯一性与稳定性CONTROL ENGINEERING China版权所有，因此，人们开发了指纹、脸型、语音、虹膜、遗传基因(DNA)结构等多种生物特征识别技术。在各种生物特征中，指纹的特征性能优异，指纹识别技术也正日趋成熟。因此，针对汽车安防领域的市场需求，本文设计了一种基于OMAP架构的嵌入式指纹识别系统。该系统识别率高、处理速度快、可扩展性强，必...

　　引言

　　生物认证技术信息时代的重要产物之一。体生物特征具有唯一性与稳定性，因此，人们开发了指纹、脸型、语音、虹膜、遗传基因(DNA)结构等多种生物特征识别技术。在各种生物特征中，指纹的特征性能优异，指纹识别技术也正日趋成熟。因此，针对汽车安防领域的市场需求，本文设计了一种基于OMAP架构的嵌入式指纹识别系统。该系统识别率高、处理速度快、可扩展性强，必然有着广阔的应用前景和研究价值。

　　开放式多媒体应用平台OMAP

　　TI公司的OMAP(Open Multimedia Applications Platform)平台是基于DSP的开放式多媒体应用平台。它采用双核结构，把高性能低功耗的DSP核与控制性能强的ARM微处理器结合起来，具有集成度高、硬件

可靠性和稳定性强、速度快、数据处理能力强、功耗低、开放性好等优点。OMAP平台透过先进的操作系统平台不仅开放了ARM，而且开放了DSP。通过DSP/BIOS桥，DSP的资源就如同ARM的外设一样通过操作系统的API被调用。DSP/BIOS桥在OMAP平台上实现了双核的无缝连接。OMAP平台支持WinCE、EPOC、Nucleus、VxWorks和Linux等多种操作系统CONTROL ENGINEERING China版权所有，提供了易于使用的开放式编程环境。

　　OMAP平台采用双核技术使操作系统的效率和多媒体代码的执行更加优化。实时性任务由DSP完成，非实时性任务和系统控制工作由ARM完成CONTROL ENGINEERING China版权所有，从而使系统的功耗降至最低，成功地解决了性能与功耗的最佳组合问题。

　　系统硬件设计

　　基于OMAP架构的嵌入式指纹识别系统(以车载应用为例)主要由OMAP5912嵌入式微处理器、FPS200指纹传感器、人机界面、CAN总线接口、USB通信接口、电源管理等模块组成。系统组成原理如图1所示。

　　OMAP5912是整个系统的核心。它一方面要控制指纹传感器FPS200进行指纹样本的采集，建立指纹样本库，并对指纹库进行管理和维护；另一方面它还要控制DSP内核处理复杂的指纹识别算法，进行指纹图像的处理、指纹特征的提取和匹配。在系统的操作过程中，建立友好的人机界面特别关键。在触摸屏控制器ADS7846和OMAP5912的控制下，用户可以通过触摸屏以及LCD液晶显示屏方便快捷地进行人机对话，如用户个人身份码(PIN)认证、指纹库管理与维护等。开放式系统必然要求信息资源共享，CAN总线接口能使该系统与汽车上的多个控制器(即电控单元ECU)进行通信。USB通信接口的设计使得嵌入式系统的应用更加灵活、方便控制工程网版权所有，令系统与多种类型的外设进行通信成为可能。功能强大的电源管理芯片TPS65010为系统核心部分提供了所需的1.6V、1.8V、3V、3.3V等工作电压，并合理地进行功耗分配。由于指纹图像数据量大、指纹算法复杂，设计时需要较大的存储空间，因此系统扩展了1个NOR闪存和1个DDR SDRAM。系统可通过JTAG接口进行在线调试。

　　OMAP5912嵌入式微处理器

　　OMAP5912微处理器是由192MHz的TMS320C55x DSP内核和192MHz的低功耗、增强型ARM926微处理器组成的双核应用处理器。

　　流量控制器(Traffic Controller，简称TC)用于控制对外部内存的存取，其最高工作频率为75MHz。TC提供了外部内存快速接口(EMIFF)、外部内存慢接口(EMIFS)和内部存储器接口 (IMIF)。其中，EMIFF可与SDRAM连接，而EMIFS只能与闪存和速度稍慢的ROM连接。OMAP5912内还有192K的内部存储器，由ARM和DSP共享。TC可以看作储存资源的守卫，由它内部的仲裁器来决定哪个核有权利存取些资源，以及是否可以让两个核同时存取这些资源。

　　OMAP5912中央有一个高性能的9信道系统直接内存存取器(DMA)。这个9信道DMA允许在不同的埠间传送数据，而无需ARM干涉。DMA可作业的端口包括EMIFF、EMIFS、IMIF和周边组件。

　　FPS200指纹传感器

　　FPS200 是Veridicom 公司基于标准CMOS工艺的指纹传感器。利用半导体硅电容效应，硅传感器成为电容的一个极板，手指则是另一极板，手指纹线的脊和谷相对于平滑的硅传感器之间的电容差www.cechina.cn，即可形成8位的指纹灰度图像。FPS200 指纹传感器的工作电压在3.3V至5V之间，低功耗、高