第 ２２卷 第 １Ｏ期 电 脑 开 发 与 应 用
文 罩 编 号 ：１００３—５８５０（２００９）１０—００５５—０４
基 于 ＡＲＭ ￥３Ｃ２４１０的指 纹 识别 系统 设 计 与 实现
Ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ Ｉｍ ｐｌｅｍ ｅｎｔａｔｉｏｎ ｏｆ Ｆｉｎｇｅｒｐｒｉｎｔ Ｖｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ
Ｓｙｓｔｅｍ ｂａｓｅｄ ｏｎ ＡＲＭ Ｓ３Ｃ２４１０
胡先 东 杨根 兴
（北京信 息科 技 大 学计 算机 学院 北 京 １００１９２）
【摘 要１利用 Ｆｕｊｉｔｓｕ公 司的 电容式 固态 指纹传 感 器 ＭＢＦ２００、Ｓａｍｓｕｎｇ公 司的 ＡＲＭ ￥３Ｃ２４１０处理 器和 Ｌｉｎｕｘ
操 作 系统 ，构建 了整个 指纹 识 别 系统 。 主 要 完 成 了以下 工作 ：① ￥３Ｃ２４１０与 ＭＢＦ２００的 ＳＰＩ通 信 设计 ；②
ＭＢＦ２００基 于 Ｌｉｎｕｘ操作 系统 的驱 动程序 设计 ；③ 对 采 集 的指 纹 图像进 行 了预处理 、特征提 取 、指 纹 匹配 等处
理 步骤 ，实现 了整个 指纹 识别 算 法 。通 过 实验验 证 ，初 步 实现 了整套 指 纹识别 系统 ，该 系统 能够 完成 指纹 图像
的获取 与 匹配 工作 。
【关键词 】ＭＢＦ２ＯＯ，Ｓ３Ｃ２４１０，Ｌｉｎｕｘ， 指 纹识 别 ，ＳＰＩ通 信
中 图分 类 号 ：ＴＰ３３４．７ 文 献 标 识 码 ：Ａ
ＡＢＳＴＲＡＣＴ Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ，ｂａｓｅｄ ｏｎ Ｌｉｎｕｘ Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ，Ｓａｍｓｕｎｇ’Ｓ￥３Ｃ２４１０ ａｎｄ Ｆｕｊｉｔｓｕ’Ｓ ＭＢＦ２００ Ｓｏｌｉｄ—Ｓｔａｔｅ Ｆｉｎｇｅｒｐｒｉｎｔ
ｓｅｎｓｏｒ ａｒｅ ｕｓｅｄ ｔｏ ｂｕｉｌｄ ａ ｗｈｏｌｅ Ｆｉｎｇｅｒｐｒｉｎｔ Ｖｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ．Ｉｔ ｗａｓ ｃｏｍｐｏｓｅｄ ｏｆ ｔｈｅ ｆｏｌｌｏｗｉｎｇ ｐａｒｔｓ：① ＳＰＩ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ
Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ￥３Ｃ２４１０ ａｎｄ ＭＢＦ２００；② Ｄｒｉｖｅｒ Ｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇ Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ＭＢＦ２００ ｂａｓｅｄ ｏｎ Ｌｉｎｕｘ；③ Ｃｏｍｐｌｅｔｉｎｇ ａ ｓｅｒｉｅｓ ｏｆ ｏｐｅｒａｔｉｏｎｓ
ｆｏｒ ｆｉｎｇｅｒｐｒｉｎｔ ｉｍａｇｅｓ ｇａｔｈｅｒｅｄ，ｓｕｃｈ ａｓ ｐｒｅｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｆｏｒ ｆｉｎｇｅｒｐｒｉｎｔ ｉｍａｇｅｓ； ｆｅａｔｕｒｅ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ； ｆｉｎｇｅｒｐｒｉｎｔ ｍａｔｃｈｉｎｇ， ａｎｄ
Ｉｍｐｌｅｍｅｎｔｉｎｇ ａ ｗｈｏｌｅ Ｆｉｎｇｅｒｐｒｉｎｔ Ｖｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ．Ｗ ｉｔｈ ｔｈｅ ｖｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｔｅｓｔ， ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｉｍｐｌｅｍｅｎｔｓ ａ ｗｈｏｌｅ
Ｆｉｎｇｅｒｐｒｉｎｔ Ｖｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ ｐｒｅｌｉｍｉｎａｒｉｌｙ，ａｎｄ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｃａｎ ａｃｃｏｍｐｌｉｓｈ ｔｈｅ ｐｕｒｐｏｓｅ ｏｆ ｆｉｎｇｅｒｐｒｉｎｔ ｃａｐｔｕｒｉｎｇ ａｎｄ ｍ ａｔｃｈｉｎｇ．
ＫＥＹＷ ＯＲＤＳ Ｍ ＢＦ２００ ￥３Ｃ２４１０，ｌｉｎｕｘ， ｆｉｎｇｅｒｐｒｉｎｔ ｖｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ，ＳＰＩ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉ０ｎ
￥３Ｃ２４１０是 Ｓａｍｓｕｎｇ公 司 推 出 的一 款 高 性 能 、
低 功 耗 的微 处 理 器 ，采 用 ＡＲＭ９２０Ｔ 内核 ，集 成 了 丰
富 的 外 围 接 口，非 常 利 于 其 扩 展 。ＭＢＦ２００是 由
Ｆｕｊｉｔｓｕ公 司 生产 的高 性 能、低 功 耗 、低 成 本 的 电容 式
固态 指纹 传感 器 ，该 芯 片具 有 ２５６ｘ３００传 感器 阵列 ，能
采集 到 ５００ｄ／ｉ的指纹 图像 ，工 作 电压 为 ３．３Ｖ￣ ５Ｖ，提
供 ３种 总线 接 口 ：ＭＣＵ（８位 微 处理 器 总线 接 口）、ＳＰＩ
（集成 的 串行 外 围设 备 接 口）、ＵＳＢ（集 成 的 ＵＳＢ全 速
接 口），具有 自动指纹 检 测功 能 。鉴 于接 口简单 、实现 容
易 并 且 占用 的 管脚 资 源较 少 ，本 系 统 选择 ＳＰＩ接 口来
完 成指 纹 的采集 操作 。
１ 硬件接 口电路 设计
￥３Ｃ２４１０的 ＳＰＩ接 口可 以 与 ＭＢＦ２００的 ＳＰＩ接
口直接相 连 ，电路简 单 ，操 作 方便 。将 ￥３Ｃ２４１０的 ＳＰＩ
配 置 为 主 设 备 ，ＭＢＦ２００的 ＳＰＩ配 置 为 从 设 备 ，完 成
￥３Ｃ２４１０与 ＭＢＦ２００的 ＳＰＩ通 信 。外 部 控 制 器 对
ＭＢＦ２００进 行 控 制 ，至 少 要 提 供 ６条 信 号 线 ：电 源
（５Ｖ／３．３Ｖ）、ＧＮＤ、ＭＯＳＩ、ＭＩＳＯ、ＳＣＬＫ、ＳＣＳ，硬 件 连
接 如 图 １所示 。
Ｓ３Ｃ２４１０ ＭＢＦ２００
ＶｏＣ ＶＯＣ
ＣＳＣ ＣＳＣ
９ＣＬＫ ＳＣＬＫ
＾ ］６Ｉ Ｍ０ｓＩ
Ｍ匝Ｓ０ ＾皿ＳＯ
ＧＮＤ ＧＮＤ
图 １ ￥３Ｃ２４１０与ＭＢＦ２００的ＳＰＩ通信连接
２ ＭＢＦ２００驱动程序设计
本 系 统 是 基 于 Ｌｉｎｕｘ操 作 系 统 的 ，因 此 必 须 在
Ｌｉｎｕｘ下 安装 指 纹传感 器 ＭＢＦ２００的驱 动 。驱 动程 序
是 负 责将 应 用程 序 的一 些要 求 （如 读 、写 等 操作 ）准 确
无 误 的传 给 相应 的硬件 ，并使 硬件 作 出 正确 响应 的 一
组代 码 。驱 动 程序 隐藏 了硬 件 的工作 细 节 ，应 用程 序 只
需通 过 调用 一 组 标 准化 的接 口，就 可 以实 现 对 硬 件的
操 作 。
２．１ ＭＢＦ２００的 主要 功能 寄存 器介 绍
ＭＢＦ２００共 有 １９个 功 能寄 存器 ，无 论 在哪 一种 总
线 接 口模 式 下 ，对 芯 片 的控 制都是 通过 对 寄存器 的读／
写 操作来 完 成 的。本 系 统采 用 的是 ＳＰＩ总线 接 口模 式 ，
＊ ２００９—０６—３０收到 ，２００９—０８—１８改 回
＊＊ 胡先东 ，男 ，１９８５年 生 ，在读硕士研究生 ，研究方 向 ：嵌入式系统 。
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