CN106326179A - 一种基于spi协议的指纹图像采集工装及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种基于SPI协议的指纹采集工装。包括USB接口模块、FPGA、指纹采集模块和PCIE主板；USB接口模块用于与上位机之间进行数据传递，FPGA对从USB接口模块接收到的数据进行预处理，FPGA与指纹采集模块双向连接；指纹采集模块用于采集指纹图像数据，FPGA将指纹图像数据传输给PCIE板卡，上位机通过PCIE板卡得到指纹采集模块的图像数据并显示。本发明还涉及一种基于SPI协议的指纹采集方法。本发明中的指纹采集工装，利用SPI协议对指纹图像进行采集，并利用FPGA、USB接口模块和PCIE板卡快速将指纹图像数据传输给上位机，以便对指纹模组进行测试，可以知道指纹模组的生产活动。

Description

一种基于SPI协议的指纹图像采集工装及方法
技术领域
本发明涉及数字信息处理领域，尤其是一种基于SPI协议的指纹采集工装及方法。
背景技术
现有的智能手机均带有指纹识别功能，手机的指纹模组需要单独进行测试，在测试过程中需要将指纹模组采集的指纹图像传送到上位机进行数据分析和处理以得到指纹模组的生产活动。
发明内容
本发明的目的在于，针对现有技术的不足，提供一种基于SPI协议的高速向上位机传输指纹图像的指纹采集工装。
本发明的另一目的在于提供一种基于SPI协议的指纹图像采集方法。
为了实现上述目的，本发明采用下述的技术方案。
一种基于SPI协议的指纹图像采集工装，包括USB接口模块、FPGA、指纹采集模块和PCIE主板；USB接口模块用于与上位机之间通过USB通信协议进行双向数据传递；FPGA与USB接口模块双向连接并通过I2C协议进行数据传递，FPGA对从USB接口模块接收到的数据进行预处理，FPGA与指纹采集模块双向连接；指纹采集模块用于采集指纹图像数据，指纹采集模块与FPGA通过SPI协议进行通讯，其中指纹采集模块为主SPI模式，FPAG为从SPI模式，FPAG根据指纹采集模块的时序要求接收指纹图像数据并进行FIFO缓存；FPGA通过差分线将指纹图像数据传输给PCIE板卡，上位机通过PCIE板卡得到指纹采集模块的图像数据并显示。
作为优选，USB传输接口包括68013芯片，USB接口模块与上位机之间通过USB2.0传输协议进行通讯。
一种基于SPI协议的指纹采集方法，包括以下步骤：1)上位机将初始化参数通过USB接口模块传输给指纹采集工装，所述初始化参数包括采样图像尺寸和启动指令；2)USB接口模块中的USB芯片接收到上位机初始化参数后，使用I2C协议将初始化参数传输给FPGA；3)FPGA使用Verilog HDL语言编译通过I2C协议接收的初始化参数，并将初始化参数转为SPI协议发送给指纹采集模块；4)指纹采集模块启动并采集指纹图像数据；5)FPGA通过SPI协议按指纹采集模块的时序要求接收指纹图像数据并进行FIFO缓存；6)FPGA将指纹图像数据通过PCIE板卡发送给上位机；7)上位机将指纹图像数据排列显示。
本发明中的指纹采集工装，利用SPI协议对指纹图像进行采集，并利用FPGA、USB接口模块和PCIE板卡快速将指纹图像数据传输给上位机，以便对指纹模组进行测试，可以知道指纹模组的生产活动。
附图说明
图1：本发明的模块结构示意图。
图2：本发明的指纹图像采集流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步说明。
本发明中提到的FPGA指的是现场可编程门阵列；SPI指的是串行外设接口；PCIE指的是总线与接口标准；以上均属于现有技术。
如图1所示的一种基于SPI协议的指纹采集工装，包括USB接口模块4、FPGA3、指纹采集模块2和PCIE主板5。
USB接口模块4用于与上位机1之间通过USB通信协议进行双向数据传递，上位机1下达采集指令通过USB接口模块4传输给指纹采集工装；FPGA3与USB接口模块4双向连接并通过I2C协议经行数据传递，FPGA3对从USB接口模块4接收到的数据进行预处理，FPGA 3与指纹采集模块2双向连接；指纹采集模块2用于采集指纹图像数据，指纹采集模块2与FPGA3通过SPI协议进行通讯，其中指纹采集模块2为主SPI模式，FPAG3为从SPI模式，FPAG3根据指纹采集模块2的时序要求接收指纹图像数据并进行FIFO缓存。FPGA3通过差分线将指纹图像数据传输给PCIE板卡5，上位机1通过PCIE板卡5得到指纹采集模块2的图像数据并显示。
本实施例中的USB接口模块4包括68013芯片，USB接口模块4与上位机1之间通过USB2.0传输协议进行通讯。由于指纹图像的大小有限，采用USB2.0协议即可。
如图2所示，上述指纹采集工装通过下述步骤实现指纹图像的采集：1)上位机1将初始化参数通过USB接口模块4传输给指纹采集工装2，所述初始化参数包括采样图像尺寸和启动指令；2)USB接口模块4中的USB芯片接收到上位机1初始化参数后，使用I2C协议将初始化参数传输给FPGA3；3)FPGA3使用Verilog HDL语言编译通过I2C协议接收的初始化参数，并将初始化参数转为SPI协议发送给指纹采集模块2；4)指纹采集模块2启动并采集指纹图像数据；5)FPGA3通过SPI协议按指纹采集模块2的时序要求接收指纹图像数据并进行FIFO缓存；6)FPGA3将指纹图像数据通过PCIE板卡5发送给上位机1；7)上位机1将指纹图像数据排列显示。
本发明中的指纹采集工装，利用是协议对指纹图像进行采集，并利用FPGA、USB接口模块和PCIE板卡快速将指纹图像数据传输给上位机，其中SPI采集速度可以达到16M，图像采集频率可以达到100FPS。

Claims (3)

1.一种基于SPI协议的指纹图像采集工装，其特征在于，包括USB接口模块(4)、FPGA(3)、指纹采集模块(2)和PCIE主板(5)；USB接口模块(4)用于与上位机(1)之间通过USB通信协议进行双向数据传递；FPGA(3)与USB接口模块(4)双向连接并通过I2C协议经行数据传递，FPGA(3)对从USB接口模块(4)接收到的数据进行预处理，FPGA(3)与指纹采集模块(2)双向连接；指纹采集模块(2)用于采集指纹图像数据，指纹采集模块(2)与FPGA(3)通过SPI协议进行通讯，其中指纹采集模块(2)为主SPI模式，FPAG(3)为从SPI模式，FPAG(3)根据指纹采集模块(2)的时序要求接收指纹图像数据并进行FIFO缓存；FPGA(3)通过差分线将指纹图像数据传输给PCIE板卡(5)，上位机通过PCIE板卡(5)得到指纹采集模块(2)的图像数据并显示。
2.根据权利要求1所述的一种SPI协议的指纹采集工装，其特征在于，USB接口模块(4)包括68013芯片，USB接口模块(4)与上位机(1)之间通过USB2.0传输协议进行通讯。
3.一种基于SPI协议的指纹采集方法，其特征在于，包括以下步骤：1)上位机(1)将初始化参数通过USB接口模块(4)传输给如权1或权2所述的指纹采集工装；2)USB接口模块(4)中的USB芯片接收到上位(1)初始化参数后，使用I2C协议将初始化参数传输给FPGA(3)；3)FPGA(3)使用Verilog HDL语言编译通过I2C协议接收的初始化参数，并将初始化参数转为SPI协议发送给指纹采集模块(2)；4)指纹采集模块(2)启动并采集指纹图像数据；5)FPGA(3)通过SPI协议按指纹采集模块(2)的时序要求接收指纹图像数据并进行FIFO缓存；6)FPGA(3)将指纹图像数据通过PCIE板卡(5)发送给上位机(1)；7)上位机(1)将指纹图像数据排列显示；其中，所述初始化参数包括采样图像尺寸和启动指令。
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