本發(fā)明涉及數(shù)字信息處理領(lǐng)域，尤其是一種基于SPI協(xié)議的指紋采集工裝及方法。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有的智能手機(jī)均帶有指紋識(shí)別功能，手機(jī)的指紋模組需要單獨(dú)進(jìn)行測(cè)試，在測(cè)試過(guò)程中需要將指紋模組采集的指紋圖像傳送到上位機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和處理以得到指紋模組的生產(chǎn)活動(dòng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于SPI協(xié)議的高速向上位機(jī)傳輸指紋圖像的指紋采集工裝。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種基于SPI協(xié)議的指紋圖像采集方法。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用下述的技術(shù)方案。

一種基于SPI協(xié)議的指紋圖像采集工裝，包括USB接口模塊、FPGA、指紋采集模塊和PCIE主板；USB接口模塊用于與上位機(jī)之間通過(guò)USB通信協(xié)議進(jìn)行雙向數(shù)據(jù)傳遞；FPGA與USB接口模塊雙向連接并通過(guò)I2C協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞，F(xiàn)PGA對(duì)從USB接口模塊接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，F(xiàn)PGA與指紋采集模塊雙向連接；指紋采集模塊用于采集指紋圖像數(shù)據(jù)，指紋采集模塊與FPGA通過(guò)SPI協(xié)議進(jìn)行通訊，其中指紋采集模塊為主SPI模式，F(xiàn)PAG為從SPI模式，F(xiàn)PAG根據(jù)指紋采集模塊的時(shí)序要求接收指紋圖像數(shù)據(jù)并進(jìn)行FIFO緩存；FPGA通過(guò)差分線將指紋圖像數(shù)據(jù)傳輸給PCIE板卡，上位機(jī)通過(guò)PCIE板卡得到指紋采集模塊的圖像數(shù)據(jù)并顯示。

作為優(yōu)選，USB傳輸接口包括68013芯片，USB接口模塊與上位機(jī)之間通過(guò)USB2.0傳輸協(xié)議進(jìn)行通訊。

一種基于SPI協(xié)議的指紋采集方法，包括以下步驟：1)上位機(jī)將初始化參數(shù)通過(guò)USB接口模塊傳輸給指紋采集工裝，所述初始化參數(shù)包括采樣圖像尺寸和啟動(dòng)指令；2)USB接口模塊中的USB芯片接收到上位機(jī)初始化參數(shù)后，使用I2C協(xié)議將初始化參數(shù)傳輸給FPGA；3)FPGA使用Verilog HDL語(yǔ)言編譯通過(guò)I2C協(xié)議接收的初始化參數(shù)，并將初始化參數(shù)轉(zhuǎn)為SPI協(xié)議發(fā)送給指紋采集模塊；4)指紋采集模塊啟動(dòng)并采集指紋圖像數(shù)據(jù)；5)FPGA通過(guò)SPI協(xié)議按指紋采集模塊的時(shí)序要求接收指紋圖像數(shù)據(jù)并進(jìn)行FIFO緩存；6)FPGA將指紋圖像數(shù)據(jù)通過(guò)PCIE板卡發(fā)送給上位機(jī)；7)上位機(jī)將指紋圖像數(shù)據(jù)排列顯示。

本發(fā)明中的指紋采集工裝，利用SPI協(xié)議對(duì)指紋圖像進(jìn)行采集，并利用FPGA、USB接口模塊和PCIE板卡快速將指紋圖像數(shù)據(jù)傳輸給上位機(jī)，以便對(duì)指紋模組進(jìn)行測(cè)試，可以知道指紋模組的生產(chǎn)活動(dòng)。

附圖說(shuō)明

圖1：本發(fā)明的模塊結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2：本發(fā)明的指紋圖像采集流程圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。

本發(fā)明中提到的FPGA指的是現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列；SPI指的是串行外設(shè)接口；PCIE指的是總線與接口標(biāo)準(zhǔn)；以上均屬于現(xiàn)有技術(shù)。

如圖1所示的一種基于SPI協(xié)議的指紋采集工裝，包括USB接口模塊4、FPGA3、指紋采集模塊2和PCIE主板5。

USB接口模塊4用于與上位機(jī)1之間通過(guò)USB通信協(xié)議進(jìn)行雙向數(shù)據(jù)傳遞，上位機(jī)1下達(dá)采集指令通過(guò)USB接口模塊4傳輸給指紋采集工裝；FPGA3與USB接口模塊4雙向連接并通過(guò)I2C協(xié)議經(jīng)行數(shù)據(jù)傳遞，F(xiàn)PGA3對(duì)從USB接口模塊4接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，F(xiàn)PGA 3與指紋采集模塊2雙向連接；指紋采集模塊2用于采集指紋圖像數(shù)據(jù)，指紋采集模塊2與FPGA3通過(guò)SPI協(xié)議進(jìn)行通訊，其中指紋采集模塊2為主SPI模式，F(xiàn)PAG3為從SPI模式，F(xiàn)PAG3根據(jù)指紋采集模塊2的時(shí)序要求接收指紋圖像數(shù)據(jù)并進(jìn)行FIFO緩存。FPGA3通過(guò)差分線將指紋圖像數(shù)據(jù)傳輸給PCIE板卡5，上位機(jī)1通過(guò)PCIE板卡5得到指紋采集模塊2的圖像數(shù)據(jù)并顯示。

本實(shí)施例中的USB接口模塊4包括68013芯片，USB接口模塊4與上位機(jī)1之間通過(guò)USB2.0傳輸協(xié)議進(jìn)行通訊。由于指紋圖像的大小有限，采用USB2.0協(xié)議即可。

如圖2所示，上述指紋采集工裝通過(guò)下述步驟實(shí)現(xiàn)指紋圖像的采集：1)上位機(jī)1將初始化參數(shù)通過(guò)USB接口模塊4傳輸給指紋采集工裝2，所述初始化參數(shù)包括采樣圖像尺寸和啟動(dòng)指令；2)USB接口模塊4中的USB芯片接收到上位機(jī)1初始化參數(shù)后，使用I2C協(xié)議將初始化參數(shù)傳輸給FPGA3；3)FPGA3使用Verilog HDL語(yǔ)言編譯通過(guò)I2C協(xié)議接收的初始化參數(shù)，并將初始化參數(shù)轉(zhuǎn)為SPI協(xié)議發(fā)送給指紋采集模塊2；4)指紋采集模塊2啟動(dòng)并采集指紋圖像數(shù)據(jù)；5)FPGA3通過(guò)SPI協(xié)議按指紋采集模塊2的時(shí)序要求接收指紋圖像數(shù)據(jù)并進(jìn)行FIFO緩存；6)FPGA3將指紋圖像數(shù)據(jù)通過(guò)PCIE板卡5發(fā)送給上位機(jī)1；7)上位機(jī)1將指紋圖像數(shù)據(jù)排列顯示。

本發(fā)明中的指紋采集工裝，利用是協(xié)議對(duì)指紋圖像進(jìn)行采集，并利用FPGA、USB接口模塊和PCIE板卡快速將指紋圖像數(shù)據(jù)傳輸給上位機(jī)，其中SPI采集速度可以達(dá)到16M，圖像采集頻率可以達(dá)到100FPS。