本模块采用xilinx公司的Spartan 3E系列XC3S500E型FPGA作为核心控制芯片，通过富士通公司的MFS300滑动式电容指纹传感器对指纹图象进行提取，然后对提取的指纹图像进行灰度滤波、图像增强、二值化、二值去噪、细化等预处理，得到清晰的指纹图象，再从清晰的指纹图象中提取指纹特征点，存入外部FLASH作为建档模板。
指纹识别技术是一种广泛应用的身份验证手段，它基于每个人的指纹具有独一无二的特性。本文主要探讨了一种实用性指纹识别模块的设计方案，该方案集成了软硬件参考设计，适用于多种应用场景，如门禁、考勤、安检和保险箱柜等。
该模块的核心是Xilinx公司的Spartan 3E系列XC3S500E型Field-Programmable Gate Array (FPGA)，它作为一种可编程逻辑器件，能够灵活地实现复杂的控制和处理逻辑。FPGA的选择确保了系统的高效运行和定制化能力，适合嵌入式系统的需求。
指纹图像采集部分采用了富士通公司的MFS300滑动式电容指纹传感器。这种传感器基于CMOS技术，具有高分辨率（500dpi）和小巧的尺寸，能够自动检测指纹并进行在线采集。通过FPGA的SPI接口与传感器交互，实现对指纹图像的实时控制和数据读取。
图像预处理是指纹识别的重要环节，主要包括灰度滤波、图像增强、二值化、二值去噪和细化等步骤。这些操作旨在提高图像质量，减少噪声，使指纹脊线更加清晰，便于后续的特征提取。例如，图像增强通过滤波技术改善图像对比度，二值化则将图像转化为黑白两色，便于脊线的识别。
特征提取是识别的关键步骤，通过特定的算法，系统从预处理后的图像中提取全局特征和细节特征，如纹路的方向、结束点、分叉点等，这些特征参数存储在外部FLASH中，形成指纹档案。在比对时，系统同样提取新指纹的特征并存入扩展SRAM，然后利用点模式匹配算法比较两个模板的相似度，以确定身份。
该模块的设计还考虑了系统的整体性能，包括注册和识别流程的优化、防止欺诈的安全措施等。其创新之处在于利用FPGA实现小型化、集成化的指纹识别，相比传统的DSP或ARM方案，FPGA具有更高的集成度、更低的功耗和更快的开发速度，这为指纹识别技术在更多便携式设备中的应用开辟了新的可能。
在技术成熟性和可靠性方面，选择的XC3S500E FPGA和MFS300传感器都来自知名厂商，具备先进的工艺和广泛的市场应用，确保了模块的稳定性和性能。同时，该模块的接口丰富，如VGA、RS232和键盘/鼠标等，方便与其他设备集成，增强了系统的兼容性和灵活性。
这个指纹识别模块设计方案结合了先进的硬件组件和优化的软件算法，实现了高效、可靠的指纹识别功能，具有广泛的应用前景和市场价值。随着技术的不断发展，这类模块有望在更多的生活和工业领域中发挥重要作用。
