在探索人工智能的深渊，DSP（数字信号处理器）与FPS200传感器共同编织了一段关于指纹识别系统设计的传奇。这种基于DSP和FPS200的系统，不仅能够独立运行，还能通过接口进行二次开发，并且能够轻松地融入到现有的系统中。这项技术的核心是由TI公司生产的TMS320VC5416 DSP芯片，以及Veridicom公司提供的固态指纹传感器件FPS200。
指纹识别原理
1.1 指纹识别系统组成
生物特征身份验证技术，如指纹自动识别系统（AFIS），主要涉及图像采集、预处理、特征提取和匹配过程。整个流程可以分为三步：首先，通过高分辨率传感器如FPS200捕捉并解析手中的细微变化；其次，将这些数据转化为独特的人类标记；最后，利用算法对比新获取的信息与数据库中的记录，以确定个体身份。
1.2 FPS200操作原理
FPS200是一个触摸式CMOS传感器，其工作原理基于电容充放电。外部表面是绝缘层，每个点都是金属电极，而手指则作为另一极形成一个电容。在不同距离下的脊和谷相互作用产生不同的电容值，这些值构成了指纹图像。每列都有两组采样保持电路，使得行内所有点均可实现同步采样，从而生成具有灰度等级的图像。
系统硬件设计
本系统采用了DSP+CPLD来完成图像预处理以及特征提取部分，同时将主机上的软件功能迁移到了硬件上以提高效率。此外，USB接口允许用户直接上传数据至计算机或其他设备，对于便捷性和灵活性的要求不言而喻。
2.1 存储空间管理策略
由于指纹图片尺寸庞大，本系统优化了存储资源配置，以确保快速运算能力。一方面，将程序代码存放在FLASH中；另一方面，将临时数据存储在片外SRAM，然后最终将特征模板保存至FLASHEEPROM中以保证持久性。
2.2 CPLD逻辑设计
CPLD扮演着关键角色，它不仅负责控制整体逻辑，还需协调取景器、DSP与USB之间工作关系。选用Altera MAX3000系列EPM3128ATC100-10 CPLD使得该部分实现更加精准、高效。
2.3 键盘与LCD显示界面设计
为了方便调试，本方案选择了一款FM12864I液晶显示屏作为用户界面，可以展示实时处理结果。此外，一套12键按键设置也被引入，便于用户输入操作命令并与CPLD通信，以此来调整时序或读取键值输入内容。
软件开发概述
软件部分涵盖了多种图像预处理步骤，如滤波、锐化、二值化、细化及去噪，以提升边缘检测效果。本方案还包括了方向滤波增强所需信息，以及拉普拉斯单一掩模算法用于锐化过程。此外，二值化阈值采用边沿强度权重平均法确定，而细化则使用快速细化算法减少冗余信息，为后续分析做准备。在提取阶段，我们选用8邻域方法抽取骨架，并从之中挑选出脊线端点及分歧点作为特征点，最终得到独一无二的人脸模板供比较使用。
