基于TMS320VC5402的指纹识别系统

　　摘要：重点介绍以TMS320VC5402为核心的指纹识别系统的硬件设计，概括地说明软件设计方法，最后给出其硬件调试方法。
　　关键词：DSP指纹识别TMS320VC5402
　　
　　指纹识别作为生物特征识别的一种，有其不可比拟的优点。由于可以随身携带这种特殊的“印章”，所以受到越来越多人的重视。本系统使用TI的TMS320VC5402（以下简称5402）作为核心。DSP与单片机相比，多用于算法比较复杂，乘加运算量比较大的场合。该芯片为一款定点的DSP，它具有高达100MIPS的运算能力，同时具有优化的CPU结构和一系列的智能外设。下面着重讨论基于该芯片的系统设计。
　　
　　1总体设计
　　
　　指纹系统总体设计方案如图1所示。
　　
　　该系统是由指纹采集仪、FPGA、SRAM和Flash等硬件组成。RS232用于数据传输，PC机可以通过该接口得到指纹特征数据；Flash存储指纹信息库、LCD用的字符和DSP程序；FPGA在DSP的控制下从取指器中取出图放入SRAM中；小键盘用于用户输入ID号码，增强该系统的安全等级。
　　
　　1.1存储空间的软硬件设计
　　
　　本系统要访问的存储器有三个：DSP内部DARAM（16K字，用于存放常量和变量的数据空间）、SRAM和Flash。因为5402有20根地址线可以用来对程序空间寻址，所以有1M字节的寻址空间，利用高地址线A19来区分Flash和SRAM。其中SRAM是BootLoader后程序运行的空间，这样就把Flash放在高地址上去了。5402的数据寻址空间仅为64K，所以要进行分页扩展。为了避免和DARAM的访问冲突，不能使用64K一页。因为64K中低地址的16K实际上不能访问，它优先被64K中低地址的16K实现上不能访问，它无被DARAM访问，所以定为32K的一数据页。分配一个I/O地址，而后通过I/O地址的译码对74LS273进行使能控制，最后锁存I/O的数据作数据页。当对数据空间进行访问时，应分为以下几步：
　　
　　①解析该地址，进行分割。前（低）15位为页内地址，后（高）6位为页地址。
　　
　　②判断页地址是否为0。如果为0，则说明访问DARAM，直接使用访问数据的指令；需要的16位地址就是前15位的地址、高位补零，并结束。
　　
　　③把页地址用PORTW命令送到寄存器（所分配的I/O空间地址）里，页地址也就在SRAM的高地址线上了。
　　
　　④再使用访问数据的指令，需要的16位地址就是前15位的地址、高位补零。
　　
　　对存储器的管理，需要编写一定量的程序。可以设置一个全局变量存储页地址。由于扩展页仅为32K，大于32K的数组是开辟不出来的，所以使用链表。需要注意的是释放空间时，把相邻的未使用的空间尽量连接成一大块，同时需要一个接一个地把用过的堆栈拷贝到堆空间的尾部，使自己空间聚合成一个大块。
　　
　　图2、图3分别为外部程序扩展和数据空间扩展示意图。
　　
　　1.2RS232通信接口软硬件设计
　　
　　该系统使用MAX3110E连接DSP与PC机，通过软件控制分频比可获得通用的300baud～230kbaud的波特率。MAX3110E内部UART与RS232收发器能够独立工作。McBSP的时钟停止模式可以兼容SPI主-从协议。所谓McBSP的时钟停止模式是指其时钟会在每次数据传输结束时停

《基于TMS320VC5402的指纹识别系统》