引 言
CMOS圖像傳感器是近年來得到快速發(fā)展的一種新型固態(tài)圖像傳感器。它將圖像傳感部分和控制電路高度集成在同一芯片里，體積明顯減小、功耗也大大降低，滿足了對高度小型化、低功耗成像系統(tǒng)的要求。與傳統(tǒng)的CCD圖像傳感器相比，CMOS圖像傳感器還具有集成度高、控制簡單、價格低廉等諸多優(yōu)點。因此隨著CMOS集成電路工藝的不斷進(jìn)步和完善，CMOS圖像傳感器已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各種通用圖像采集系統(tǒng)中。同時作為一種PC機(jī)與外圍設(shè)備間的高速通信接口，USB具有許多突出的有點： 連接簡便，可熱插拔，無需定位及運(yùn)行安裝程序，無需連接外設(shè)時關(guān)機(jī)及重啟系統(tǒng)，實現(xiàn)真正的即插即用;高傳輸速率，USB1.1協(xié)議支持12Mb/s;不占用系統(tǒng)硬件資源，能夠自動檢測和配置外圍設(shè)備，不存在硬件沖突問題。
因此，利用CMOS數(shù)字圖像傳感器與USB接口數(shù)據(jù)傳輸來實現(xiàn)的指紋識別儀具有結(jié)構(gòu)簡單，體積小，便攜化等優(yōu)點。現(xiàn)將介紹利用OMniVision公司的CMOS彩色數(shù)字圖像傳感器OV762M和cypress公司的EZ—USB AN2131QC USB控制傳輸芯片(內(nèi)部集成了增強(qiáng)形51內(nèi)核)來實現(xiàn)指紋信息的采集和USB傳輸，同時由于指紋傳感器輸出數(shù)據(jù)的速率(27MB/s)與USB控制器(AN2131QC)數(shù)據(jù)傳輸速率(12Mb/s)的不匹配，故系統(tǒng)采用了SRAM和CPLD構(gòu)成中間高速緩沖區(qū)。
系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
應(yīng)用AN2131QC、CPLD和OV762M設(shè)計的指紋識別系統(tǒng)硬件框圖如圖1所示：
圖1 指紋識別硬件系統(tǒng)簡略框架圖
首先，AN2131QC通過I2C對指紋識別傳感器(OV7620)的窗口設(shè)置等參數(shù)進(jìn)行配置，光學(xué)透鏡把像成在OV762M的像面上后，CMOS圖像傳感器(OV7620)對其進(jìn)行空間采樣，并按照一定的幀頻連續(xù)輸出8位的數(shù)字圖像數(shù)據(jù)Y[7∶M](輸出數(shù)字圖像數(shù)據(jù)的幀同步信號為VSYNC，水平有效信號為HREF，輸出時鐘信號為PCLK)。為了實現(xiàn)指紋傳感器輸出數(shù)據(jù)與USB控制器(AN2131QC)讀取數(shù)據(jù)速度與時序的匹配，使用了SRAM(IS61C1024)和CPLD構(gòu)成高速緩沖區(qū)，利用此高速緩沖區(qū)將OV762M采集的指紋數(shù)據(jù)緩存。最后AN2131QC實現(xiàn)與上位機(jī)的USB通信，將高速緩沖區(qū)中數(shù)據(jù)的傳輸?shù)絇C機(jī)進(jìn)行相應(yīng)圖像處理。
