基于fchip2指紋芯片的應(yīng)用方案

    目前進(jìn)行身份識(shí)別的方法多種多樣。相比之下，指紋識(shí)別作為一種生物特征識(shí)別方法，具有唯一性和相對(duì)的穩(wěn)定性。使用計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行指紋身份驗(yàn)證具有驗(yàn)證設(shè)備使用簡單、成本低廉、識(shí)別精度高、便于攜帶等諸多優(yōu)點(diǎn)�？梢哉f指紋識(shí)別是一種適于廣泛應(yīng)用、可靠有效的身份驗(yàn)證方法。

    從歷史上看，人們?cè)缇驼J(rèn)識(shí)到了人的指紋對(duì)于身份驗(yàn)證的唯一性，而且不乏使用先例。例如契約押印、犯罪破案等。近年來，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)與計(jì)算機(jī)圖形識(shí)別技術(shù)的進(jìn)步，使用計(jì)算機(jī)或微處理器進(jìn)行指紋身份驗(yàn)證得到越來越廣泛地應(yīng)用。911之后，美國的舉國“反恐”體制更是將指紋身份驗(yàn)證作為最基本的國家防范手段之一；現(xiàn)在有些國家和地區(qū)正在籌備實(shí)行指紋身份證。中國國內(nèi)也已出現(xiàn)了指紋門禁、指紋門鎖、指紋保險(xiǎn)柜、指紋考勤機(jī)等產(chǎn)品。目前指紋身份驗(yàn)證的發(fā)展方興未艾，并將具有越來越廣泛地應(yīng)用領(lǐng)域與使用價(jià)值。

    圖1：具有高運(yùn)算性能的fchip2芯片。

    目前，世界上對(duì)于使用計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行指紋身份驗(yàn)證還沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，那么如何來評(píng)價(jià)一個(gè)指紋識(shí)別設(shè)備的性能？現(xiàn)在行業(yè)中流行的主要有3個(gè)相關(guān)的參數(shù)：

    1. “誤識(shí)率”—‘張冠李戴’地錯(cuò)誤識(shí)別了其他人的指紋；

    2. “拒識(shí)率”—已經(jīng)存入設(shè)備的指紋不予識(shí)別；

    3. 識(shí)別速度。

    對(duì)于產(chǎn)品的應(yīng)用，我們認(rèn)為還有2個(gè)重要的因素：1. 對(duì)損傷手指指紋的識(shí)別率；2. 對(duì)歷史指紋的識(shí)別率。這兩項(xiàng)對(duì)于指紋產(chǎn)品來說有著很重要的意義。

    目前實(shí)現(xiàn)指紋身份驗(yàn)證主要基于兩種運(yùn)行平臺(tái)：一種是pc；另一種是使用微處理器的小型便攜或嵌入式裝置。對(duì)于基于pc平臺(tái)的指紋識(shí)別設(shè)備來說，決定其性能的主要因素是指紋識(shí)別算法與指紋傳感器的性能。對(duì)于基于小型微處理器裝置的指紋識(shí)別設(shè)備來說，決定其性能的主要因素除上述兩點(diǎn)以外，微處理器的性能與系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)也是非常關(guān)鍵的因素。

    圖2：fchip2與pc連機(jī)使用方案。(a) 硬件結(jié)構(gòu)框圖；(b) 軟件結(jié)構(gòu)圖。

    但是上述結(jié)構(gòu)的指紋識(shí)別設(shè)備具有重復(fù)開發(fā)、成本較高、體積較大等缺點(diǎn)。它們是一個(gè)時(shí)期的階段性產(chǎn)品，必將被專用的指紋識(shí)別芯片所取代。

    指紋識(shí)別專用芯片fchip2

    根據(jù)目前指紋識(shí)別市場的發(fā)展，上方電子公司(beyondlsi)開發(fā)出了專用指紋識(shí)別芯片fchip2(結(jié)構(gòu)見圖1)。該芯片具有非常高的運(yùn)算性能，其內(nèi)嵌有上方電子的指紋比對(duì)算法程序，這種算法具有多種優(yōu)秀的特性，例如精度高、在面積型傳感器上指紋在360°任意方向都可以識(shí)別、指紋模板數(shù)據(jù)小等。該算法已經(jīng)申請(qǐng)專利。

    fchip2指紋芯片的主要特點(diǎn)如下：內(nèi)嵌200mhz指紋比對(duì)引擎；片內(nèi)64kb sram；具有usb1.1、uart、spi接口；具有與指紋傳感器的接口；通用16位接口；fbga 144腳封裝；體積：10×10×1.26mm；3.3v供電。指紋比對(duì)參數(shù)：far＜0.01%；frr＜1%；比對(duì)速度＜1.5s。

    fchip2芯片內(nèi)植入了與富士通公司的mbf310、mbf200，臺(tái)灣祥群科技(lightuning)公司的ltt-ss500，以及上方電子公司的bl-fo180b等四種型號(hào)指紋傳感器相掛接的驅(qū)動(dòng)程序。在后續(xù)產(chǎn)品中將繼續(xù)植入與其它型號(hào)指紋傳感器相掛接的驅(qū)動(dòng)程序。

     圖3：使用fchip2設(shè)計(jì)的一個(gè)小型模塊結(jié)構(gòu)。

    只要將fchip2芯片與上述四種型號(hào)之一的指紋傳感器相連接并配以簡單的外圍電路(晶振、ldo電源等)就可以組成一個(gè)簡單的指紋模塊。使用芯片的usb口，該模塊可以連接pc使用；使用芯片的uart口，該芯片可以作為嵌入式模塊使用。這就為進(jìn)行二次開發(fā)提供了方便條件，只要掌握了通訊協(xié)議就可以進(jìn)行開發(fā)，并能很容易地將指紋比對(duì)芯片嵌入到用戶自己的產(chǎn)品或系統(tǒng)之中。

    此外，fchip2還提供了基于該芯片的功能擴(kuò)展開發(fā)的條件與能力。用戶進(jìn)行小系統(tǒng)開發(fā)時(shí)，在芯片上外掛用戶flash，存儲(chǔ)用戶自己的控制程序，并連接用戶自己的控制對(duì)象。這樣就組成