CN108337913B - 指纹登录方法、微控制单元、指纹电源组件及电子终端 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例提供了一种指纹登录方法、微控制单元及电子终端，其中，指纹登录方法包括：根据检测到的对指纹传感器的非按压式触摸操作，唤醒所述指纹传感器所在的终端设备的操作系统；根据唤醒的所述操作系统发送的指纹数据采集指令，控制所述指纹传感器进行指纹数据采集；通过唤醒的所述操作系统将采集的所述指纹数据存储至所述终端设备中的设定安全区域；在检测到对所述指纹传感器的按压式触摸操作后，通过唤醒的所述操作系统判断所述设定安全区域中存储的指纹数据和指纹密码数据是否匹配，以在匹配时，进行所述操作系统的登录操作。通过本发明实施例，有效解决了使用现有的无法达到要求的MCU的指纹模组不能有效实现系统登录功能的问题。

Description

指纹登录方法、微控制单元、指纹电源组件及电子终端
技术领域
本发明实施例涉及触控技术领域，尤其涉及一种指纹登录方法、微控制单元、指纹电源组件及电子终端。
背景技术
随着指纹识别技术和终端技术的发展，越来越多的终端设备采用指纹识别方式进行相应操作，如通过指纹识别进行系统登录操作。例如，通过对指纹模组中的指纹传感器的触摸操作实现系统登录，或者，通过对集成有指纹模组的电源键的触摸操作，实现终端设备的一键登录操作，等等。
在上述系统登录方式中，均需要依赖操控指纹模组的MCU(Micro ControllerUnit，微控制单元)进行指纹数据的保存和处理，因此，对MCU的性能和内存容量都有较高的要求。但目前很多MCU产品，尤其是已经量产的MCU产品的性能或内存容量无法达到相应的要求，由此造成使用现有的这些MCU的指纹模组无法实现相应的系统登录功能，或者，需要将现有的这些MCU改造升级为高性能或大内存容量的MCU后，使用改造升级后的MCU的指纹模组才能实现相应的系统登录功能。
可见，若不经过改造升级，使用现有的无法达到要求的MCU的指纹模组不能有效实现系统登录功能。而如果对这些MCU进行改造升级，又大大增加了通过指纹模组进行系统登录的实现成本。
发明内容
本发明实施例提供一种指纹登录方法、MCU、指纹电源组件及电子终端，以解决使用现有的无法达到要求的MCU的指纹模组不能有效实现系统登录功能的问题。
根据本发明实施例的第一方面，提供了一种指纹登录方法，包括：根据检测到的对指纹传感器的非按压式触摸操作，唤醒所述指纹传感器所在的终端设备的操作系统；根据唤醒的所述操作系统发送的指纹数据采集指令，控制所述指纹传感器进行指纹数据采集；通过唤醒的所述操作系统将采集的所述指纹数据存储至所述终端设备中的设定安全区域；在检测到对所述指纹传感器的按压式触摸操作后，通过唤醒的所述操作系统判断所述设定安全区域中存储的指纹数据和指纹密码数据是否匹配，以在匹配时，进行所述操作系统的登录操作。
根据本发明实施例的第二方面，还提供了一种MCU，包括：唤醒模块，用于根据检测到的对指纹传感器的非按压式触摸操作，唤醒所述指纹传感器所在的终端设备的操作系统；采集模块，用于根据唤醒的所述操作系统发送的指纹数据采集指令，控制所述指纹传感器进行指纹数据采集；存储模块，用于通过唤醒的所述操作系统将采集的所述指纹数据存储至所述终端设备中的设定安全区域；匹配登录模块，用于在检测到对所述指纹传感器的按压式触摸操作后，通过唤醒的所述操作系统判断所述设定安全区域中存储的指纹数据和指纹密码数据是否匹配，以在匹配时，进行所述操作系统的登录操作。
根据本发明实施例的第三方面，还提供了一种指纹电源组件，包括指纹传感器、电源键和MCU，所述指纹传感器集成到所述电源键，且其连接到所述MCU，所述MCU为如第二方面所述的MCU。
根据本发明实施例的第四方面，还提供了一种电子终端，包括如第二方面所述的MCU，所述MCU集成于所述电子终端的指纹模组中；或者，所述MCU独立与所述电子终端的指纹模组，且与所述指纹模组电连接。
根据本发明实施例提供的指纹登录方案，在用户仅触摸到指纹传感器还未进行按压操作时，即唤醒终端设备的操作系统，由该操作系统将指纹传感器采集的指纹存储到设定安全区域，并在用户进行了按压操作后，由操作系统进行指纹匹配。一方面，指纹传感器采集的指纹数据无需存储在MCU中，因此，对MCU的内存容量不作要求；另一方面，指纹匹配操作通过终端设备的操作系统实现，对MCU的操作性能也可以不作要求。可见，采用本发明实施例的方案，可以不必考虑使用的MCU的性能或内存容量，通过MCU和操作系统的配合即可实现系统登录功能，有效解决了使用现有的无法达到要求的MCU的指纹模组不能有效实现系统登录功能的问题。
此外，在非按压式触摸操作时即唤醒操作系统进行指纹数据采集，再在后续的按压式触摸操作时进行指纹数据的匹配，可以有效地提升指纹登录的速度和效率，提升用户的使用体验。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为根据本发明实施例一的一种指纹登录方法的步骤流程图；
图2为根据本发明实施例二的一种指纹登录方法的步骤流程图；
图3为图2所示实施例中的一种指纹登录过程的交互示意图；
图4为图2所示实施例中的一种指纹登录的操作时序示意图；
图5为图2所示实施例中的另一种指纹登录的操作时序示意图；
图6为根据本发明实施例三的一种MCU的结构框图；
图7为根据本发明实施例四的一种MCU的结构框图。
具体实施方式
为使得本发明实施例的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明实施例一部分实施例，而非全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明实施例保护的范围。
实施例一
参照图1，示出了根据本发明实施例一的一种指纹登录方法的步骤流程图。
本实施例的指纹登录方法包括以下步骤：
步骤S102：根据检测到的对指纹传感器的非按压式触摸操作，唤醒指纹传感器所在的终端设备的操作系统。
本发明实施例中，将触摸操作区分为非按压式触摸操作和按压式触摸操作，其中，非按压式触摸操作意指仅将手指贴合于指纹传感器上而并不进行进一步按压的操作；按压式触摸操作意指将手指贴合于指纹传感器上并且进行了进一步按压的操作。
本发明实施例的方案可用于终端设备在开机后的非工作状态如休眠状态下进行指纹登录的场景，也即，将操作系统从非工作状态唤醒的场景。
步骤S104：根据唤醒的操作系统发送的指纹数据采集指令，控制指纹传感器进行指纹数据采集。
操作系统被唤醒后，向MCU发送指纹数据采集指令，MCU在接收到该指令后，即控制指纹传感器进行指纹数据采集。该指纹数据采集发生于用户对指纹传感器进行按压操作前。也即，在用户还未对指纹传感器进行按压操作前，即唤醒操作系统并进行指纹数据采集。
步骤S106：通过唤醒的操作系统将采集的指纹数据存储至终端设备中的设定安全区域。
其中，设定安全区域可以由本领域技术人员根据实际的终端设备的情况适当设定，存储在该设定安全区域中的数据不会随着操作系统的状态转换等情况而被销毁。并且，该设定安全区域不设置在MCU中，为MCU外的区域。
本发明实施例中，与常规的指纹数据存储不同，一方面，该存储操作由操作系统执行；另一方面，存储位置独立于MCU。因此，可以在一定程度上降低对MCU的性能和内存容量的要求。
步骤S108：在检测到对指纹传感器的按压式触摸操作后，通过唤醒的操作系统判断设定安全区域中存储的指纹数据和指纹密码数据是否匹配，以在匹配时，进行所述操作系统的登录操作。
其中，指纹密码数据是事先注册过的、用于解密或解锁操作系统的指纹数据，其可以由本领域技术人员根据实际需求采用常规存储方式存储，如，加密后存储于终端设备的硬盘中等。
本发明实施例中，在对指纹传感器进行非按压式触摸操作时，即唤醒操作系统进行指纹数据采集，而在进行了按压式触摸操作时，再由唤醒的操作系统进行指纹数据的匹配，以确定采集的指纹数据是否与用于进行操作系统登录的指纹密码数据一致。由此，可以有效地提升指纹登录的速度和效率，提升用户的使用体验。
当采集的指纹数据和注册过的指纹密码数据匹配时，表明当前采集的指纹数据为合法用户的指纹数据，此时，操作系统进行相应的登录操作。
根据本实施例的指纹登录方法，在用户仅触摸到指纹传感器还未进行按压操作时，即唤醒终端设备的操作系统，由该操作系统将指纹传感器采集的指纹存储到设定安全区域，并在用户进行了按压操作后，由操作系统进行指纹匹配。一方面，指纹传感器采集的指纹数据无需存储在MCU中，因此，对MCU的内存容量不作要求；另一方面，指纹匹配操作通过终端设备的操作系统实现，对MCU的操作性能也可以不作要求。可见，采用本发明实施例的方案，可以不必考虑使用的MCU的性能或内存容量，通过MCU和操作系统的配合即可实现系统登录功能，有效解决了使用现有的无法达到要求的MCU的指纹模组不能有效实现系统登录功能的问题。
此外，在非按压式触摸操作时即唤醒操作系统进行指纹数据采集，再在后续的按压式触摸操作时进行指纹数据的匹配，可以有效地提升指纹登录的速度和效率，提升用户的使用体验。
本实施例的指纹登录方法可以由任意适当的可控制指纹模组的处理器执行，包括但不限于：控制指纹模组的MCU。
实施例二
参照图2，示出了根据本发明实施例二的一种指纹登录方法的步骤流程图。
本实施例的指纹登录方法包括以下步骤：
步骤S202：设置采集的指纹数据的存活周期。
本领域技术人员可以通过终端设备的操作系统提供的界面或接口对采集的指纹数据的存活周期进行设置，其中，所述存活周期的时长小于MCU的唤醒周期的时长。
本实施例中，MCU用于对指纹传感器及其所在的指纹模组进行操作和控制。指纹模组和MCU可以集成在一起，也可以各自独立。当各自独立时，指纹模组和MCU电连接，以实现对指纹模组的操作和控制。
MCU自身具有一定的唤醒周期和休眠周期，其中，唤醒周期和休眠周期的具体设置可以由本领域技术人员根据实际情况适当设置，本发明实施例对此不作限制。例如，MCU在第1秒被唤醒，第1-5秒处于唤醒状态；在第6秒进行休眠进入休眠状态；在第7秒再次被唤醒，第7-11秒处于唤醒状态；在第12秒进行休眠进入休眠状态，……，依次类推。也即，MCU每隔5秒休眠1秒。
与MCU的唤醒相适应，本实施例中，可以通过操作系统为每次采集的指纹数据设置一个存活周期，以避免安全隐患。该存活周期的时长通常小于MCU的唤醒周期的时长，例如，当MCU的唤醒周期为5秒时，则指纹数据的存活周期可以设置为3秒或4秒等。基于此，MCU每次在唤醒时，即需要重新采集一次指纹数据，该指纹数据在当前的存活周期内处于存活状态。
当指纹传感器在指纹数据的存活周期内被按下，则可使用当前的指纹数据进行后续操作，否则，需要重新采集指纹数据再进行后续操作。
需要说明的是，本步骤为可选步骤，在实际应用中，也可以不设置存活周期或者采用默认的存活周期，同样适用于本发明实施例的方案。存活周期在初始时一次性设置，后续若无变化可长期使用，无需在每次进行指纹登录时或每次终端设备上电时均进行设置。
步骤S204：MCU根据检测到的指纹传感器的非按压式触摸操作，唤醒指纹传感器所在的终端设备的操作系统。
指纹传感器设置在指纹模组中，指纹模组与终端设备的处理器之间电连接，以在需要时，通过适当的方式通过处理器唤醒操作系统。
在一种可行方式中，指纹传感器所在的指纹模组与终端设备的处理器通过USB(Universal Serial Bus，通用串行总线)总线连接，这种方式中，可以通过USB总线远程唤醒处理器，进而唤醒操作系统。也即，此种方式下，MCU通过USB总线发送远程唤醒电信号，通过远程唤醒电信号远程唤醒所述操作系统。采用USB总线方式，较为通用，具有较好的兼容性。
在另一种可行方式中，指纹传感器所在的指纹模组与终端设备的处理器通过SPI(Serial Peripheral Interface，串行外设接口)总线和GPIO(General Purpose InputOutput，通用输入输出)总线连接，其中，GPIO总线用于交互控制信号，SPI总线用于进行数据传输。这种方式中，可以通过GPIO总线发送中断信号唤醒处理器，进而唤醒操作系统。也即，此种方式下，通过GPIO总线发送中断信号，通过所述中断信号唤醒所述操作系统。采用GPIO总线方式，通过中断信号即可唤醒处理器和操作系统，实现较为简单，实现成本低。
本领域技术人员应当明了的是，在实际实用中，上述USB总线方式、GPIO总线及SPI总线方式这两种方式可以同时设置，根据实际情况选择使用。
步骤S206：MCU根据唤醒的操作系统发送的指纹数据采集指令，控制指纹传感器进行指纹数据采集。
在通过指纹传感器进行指纹数据采集时，基于唤醒的操作系统，由唤醒的操作系统发送指纹数据采集指令，MCU根据唤醒的操作系统发送的指纹数据采集指令，控制指纹传感器进行指纹数据采集。此种方式中，指纹数据的采集由操作系统控制，一方面减轻了MCU的负担，降低了对MCU的处理性能的要求；另一方面，也确保了操作系统当前处于唤醒状态，以便后续及时对采集的指纹数据进行处理。
在具体实现时，因MCU具有一定的唤醒周期，因此，MCU在根据唤醒的操作系统发送的指纹数据采集指令，控制指纹传感器进行指纹数据采集时，MCU在每个唤醒周期被唤醒时，向所述操作系统发送唤醒事件通知；MCU接收所述操作系统在每次接收到唤醒事件通知后发送的指纹数据采集指令，并根据指纹数据采集指令控制指纹传感器进行指纹数据采集。可见，操作系统控制MCU在每个唤醒周期进行指纹数据采集，确保了指纹数据采集指令可被有效执行，从整体上提高了指纹数据采集的效率。
需要说明的是，当指纹传感器所在的指纹模组与终端设备的处理器通过SPI总线和GPIO总线连接时，操作系统通过SPI总线向MCU发送指纹数据采集指令，即，MCU根据唤醒的操作系统通过SPI总线发送的指纹数据采集指令，控制指纹传感器进行指纹数据采集。
步骤S208：MCU通过唤醒的操作系统将采集的指纹数据存储至终端设备中的设定安全区域。
其中，所述设定安全区域为MCU外的、具有一定安全性的区域。
在一种可行方式中，所述设定安全区域可以为终端设备中的TEE(TrustedExecution Environment，可信执行环境)区域。
TEE是与终端设备上的Rich OS(如Android等)并存的运行环境，并且给Rich OS提供安全服务。TEE具有其自身的执行空间，比Rich OS的安全级别更高，但是比起安全元素(SE，如智能卡)的安全性要低一些。TEE所能访问的软硬件资源是与Rich OS分离的，其提供了授权安全软件(可信应用，TA)的安全执行环境，同时也保护TA的资源和数据的保密性，完整性和访问权限。从成本上看，TEE提供了安全和成本的平衡。可见，采用TEE作为设定安全区域，既保证了指纹数据的安全性，又控制了指纹登录的实现成本。
但不限于TEE，在实际应用中，本领域技术人员还可以根据终端设备的具体情况采用其它适当的安全区域，以实现本发明实施例的方案。
步骤S210：MCU在检测到对指纹传感器的按压式触摸操作后，通过唤醒的操作系统判断设定安全区域中存储的指纹数据和指纹密码数据是否匹配，以在匹配时，进行操作系统的登录操作。
在用户对指纹传感器进行了按压式触摸操作后，已被唤醒的操作系统会进行指纹匹配操作，判断设定安全区域中存储的指纹数据和注册过的指纹密码数据是否匹配，若匹配，则可以进行操作系统的登录；若不匹配，则不能进行操作系统的登录，此时，可以提示错误或不作处理。
本实施例中，若步骤S202被执行，则采集的指纹数据具有设定的存活周期，该存活周期的时长小于MCU的唤醒周期的时长。此种情况下，当MCU通过唤醒的操作系统将采集的指纹数据存储至设定安全区域或TEE中后，该指纹数据的保存和销毁均由操作系统控制。操作系统可以在确定指纹数据存储至TEE后，开启一个定时器，该定时器的定时时长为指纹数据的存活周期的时长。
基于指纹数据的存活周期，MCU在检测到对指纹传感器的按压式触摸操作后，会通过操作系统判断按压式触摸操作的操作时间是否处于当前采集的指纹数据的存活周期；若处于当前采集的指纹数据的存活周期，则通过唤醒的操作系统判断设定安全区域中存储的指纹数据和指纹密码数据是否匹配。也即，若操作系统确定定时器尚未超时，则可以认为进行按压式触摸操作时，指纹数据正好处于存活周期内，可直接进行指纹匹配，在保证指纹匹配的准确度的同时，也可保证指纹匹配效率。
但若按压式触摸操作的操作时间未处于当前采集的指纹数据的存活周期，则向唤醒的操作系统发送按压事件通知；在接收到操作系统根据按压事件通知发送的指纹数据采集指令后，控制指纹传感器重新进行指纹数据采集，并通过操作系统将重新采集的指纹数据存储至设定安全区域；通过操作系统判断设定安全区域中重新采集的指纹数据和指纹密码数据是否匹配。也即，若操作系统确定定时器已超时，则可以认为进行按压式触摸操作时，指纹数据已失效，则需要重新进行指纹数据采集。为此，本实施例中设置MCU向操作系统发送按压事件通知，操作系统接收到该通知后即发送相应的指纹数据采集指令，MCU在接收到该指令后重新进行指纹数据采集，后续使用重新采集的指纹数据进行指纹匹配。由此，保证了指纹数据的有效性和指纹匹配的准确性。
在设置MCU向操作系统发送按压事件通知的情况下，若操作系统根据该通知判断按压式触摸操作的操作时间处于当前采集的指纹数据的存活周期，则可以忽略该通知；而若操作系统根据该通知判断按压式触摸操作的操作时间未处于当前采集的指纹数据的存活周期，则可执行上述指示MCU重新采集指纹数据的操作。
在进行操作系统的登录操作时，若指纹模组与电源键分开设置，则当指纹匹配成功后，通过所述操作系统唤醒终端设备的屏幕，并且，登录所述操作系统。此种情况下，屏幕唤醒和操作系统登录可以同步进行。
而若指纹传感器所在的指纹模组集成于终端设备的电源键中，则在检测到对电源键的按压式触摸操作后，即通过所述操作系统唤醒终端设备的屏幕，并且，通过所述操作系统判断设定安全区域中存储的指纹数据和指纹密码数据是否匹配；若匹配，则进行操作系统的登录操作。此种情况下，先屏幕唤醒再登录操作系统，即使指纹匹配失败，屏幕也会被唤醒，提升了用户的使用体验。
以下，以一个具体实例对上述过程进行示例性说明。
本实例中，设定指纹模组集成于电源键上，在按压电源键的同时，采集指纹。由此，通过一次按压电源键，即可成功唤醒并登录到操作系统，实现一键登录。
此外，本实例中，设定操作系统支持modern standby模式，采集的指纹数据存储在TEE安全区域，TEE采用Intel SGX；MCU与指纹模组集成设置，MCU通过USB总线发送远程唤醒电信号，通过远程唤醒方式唤醒操作系统。
其中，modern standby模式是S3模式的升级，操作系统在modern standby模式下更为省电。此外，S3模式和modern standby模式都支持TEE，但在S3模式下，操作系统唤醒所需时间较长(可能会达2、3秒)，当操作系统唤醒时，用户手指可能已离开指纹传感器，因而无法保证能够采集到指纹数据并存储至TEE中；而在modern standby模式下，操作系统唤醒所需时间很短(如100ms)，当操作系统唤醒时，即可进行有效的指纹数据的采集并存储至TEE中。
Intel SGX(Intel Software Guard Extensions)是对因特尔体系(IA)的一个扩展，用于增强软件的安全性。这种方式并不识别和隔离平台上的所有恶意软件，而是将合法软件的安全操作封装在一个enclave中，保护其不受恶意软件的攻击，特权或者非特权的软件都无法访问enclave，也就是说，一旦软件和数据位于enclave中，即便操作系统也无法影响enclave里面的代码和数据。Enclave的安全边界只包含CPU和它自身，SGX创建的enclave可以理解为一个可信执行环境TEE。
基于以上设置，一种指纹登录过程的交互示意如图3所示，当操作系统进入到modern standby模式后，手指触摸指纹模组中的指纹传感器，指纹模组先唤醒MCU；MCU唤醒操作系统；操作系统发送指纹数据采集指令给MCU；MCU接收指纹数据采集指纹，控制指纹模组通过指纹传感器采集一帧指纹数据(包括向指纹模组发送指纹数据模式设置指令，接收指纹模组通过中断信号发送的指纹数据等)；然后，MCU将采集的指纹数据发送给操作系统；操作系统保存指纹数据到Intel SGX的enclave里面；手指进一步按压电源键，唤醒屏幕(即点亮屏幕)；唤醒屏幕后，直接使用保存在enclave里面的指纹数据完成指纹匹配，匹配成功后直接登录到操作系统。
通过上述过程，利用远程唤醒方式，在触摸电源键的时候，先唤醒操作系统，操作系统唤醒后采集当前的指纹数据，并保存在TEE中，当按下电源键后，终端设备的屏幕点亮，直接使用保存在TEE中的指纹数据完成匹配，既实现了一键登录，又不会暴露指纹数据。
此外，为避免一键登录过程中，指纹数据长时间存活而导致的安全隐患，本实例中还为采集的指纹数据设置了存活周期，比如4s。手指触摸指纹模组，触发采集指纹数据，4s后自动销毁采集的指纹数据。如果指纹数据在4s的存活周期内，手指按下电源键，那么可以使用采集的该指纹数据，完成一键登录，反之，则不能完成一键登录。
基于上述存活周期的一种指纹登录的操作时序如图4所示，其中，采集的指纹数据在手指按下电源键时仍处于存活周期内。图4中，最上面第一栏示出了手指的触摸操作，其中，手指在前7秒时间内对指纹模组进行了非按压式触摸操作，并在第8秒进行了按压式触摸操作；中间第二栏示出了采集的指纹数据的存活周期，其中，指纹数据的存活周期的起始时间与MCU的唤醒周期的起始时间相同，指纹数据的存活周期为4秒，图4中，采集的第一帧指纹数据于第1-4秒存活，间隔2秒后，在MCU又一次唤醒时，采集了第二帧指纹数据，并在第7-10秒存活；中间第三栏示出了MCU的唤醒周期和休眠周期，其唤醒周期为5秒，休眠周期为1秒，从图4中可见，MCU在第1-5秒时处于唤醒状态，第6秒处于休眠状态，第7-11秒再次处于唤醒状态，第12秒再次处于休眠状态；最下面第四栏示出了操作系统的状态，当第一栏的手指在第8秒进行了按压式触摸操作，操作系统唤醒屏幕并进行登录。
基于上述存活周期的另一种指纹登录的操作时序如图5所示，图5示出了一种指纹数据失效情况下的一键登录场景，此场景是由于指纹数据在按压式触摸操作前被销毁而导致。也即，指纹数据被销毁后，才发生电源键按压事件。为此，额外增加了电源键按压通知。当MCU检测到电源键被按压后，向操作系统通知该按压事件，操作系统接收到该通知后再次发送指纹数据采集指纹以指示重新采集一帧指纹数据，避免由于指纹数据被销毁导致无法实现一键登录。
图5中所示的指纹数据存活周期与图4中不同，设定为3秒，MCU的唤醒周期也与图4中不同，设定为4秒。如图5所示，最上面第一栏示出了手指的触摸操作，其中，手指在前8秒时间内对指纹模组进行了非按压式触摸操作，并在第9秒进行了按压式触摸操作；中间第二栏示出了采集的指纹数据的存活周期，其中，指纹数据的存活周期的起始时间与MCU的唤醒周期的起始时间相同，指纹数据的存活周期为3秒，图5中，采集的第一帧指纹数据于第1-3秒存活，间隔2秒后，在MCU又一次唤醒时，采集了第二帧指纹数据，并在第6-8秒存活，之后再间隔2秒，到达下一次指纹数据的采集周期；中间第三栏示出了MCU的唤醒周期和休眠周期，其唤醒周期为4秒，休眠周期为1秒，从图5中可见，MCU在第1-4秒时处于唤醒状态，第5秒处于休眠状态，第6-9秒再次处于唤醒状态，第10秒再次处于休眠状态；最下面第四栏示出了操作系统的状态，当第一栏的手指在第9秒进行了按压式触摸操作时，已过了第二帧指纹数据的存活周期，此时，需要MCU向操作系统发出按压事件通知，操作系统接收到该通知后，再次通知MCU进行指纹数据的采集，MCU在第9秒再次采集指纹数据，操作系统若确定再次采集的指纹数据与指纹密码数据匹配，则操作系统唤醒屏幕并进行登录。
可见，通过本实施例，在用户仅触摸到指纹传感器还未进行按压操作时，即唤醒终端设备的操作系统，由该操作系统将指纹传感器采集的指纹存储到设定安全区域，并在用户进行了按压操作后，由操作系统进行指纹匹配。一方面，指纹传感器采集的指纹数据无需存储在MCU中，因此，对MCU的内存容量不作要求；另一方面，指纹匹配操作通过终端设备的操作系统实现，对MCU的操作性能也可以不作要求。可见，采用本发明实施例的方案，可以不必考虑使用的MCU的性能或内存容量，通过MCU和操作系统的配合即可实现系统登录功能，有效解决了使用现有的无法达到要求的MCU的指纹模组不能有效实现系统登录功能的问题。
此外，在非按压式触摸操作时即唤醒操作系统进行指纹数据采集，再在后续的按压式触摸操作时进行指纹数据的匹配，可以有效地提升指纹登录的速度和效率，提升用户的使用体验。为采集的指纹数据设置存活周期，进一步保证了指纹数据的安全性。
实施例三
参照图6，示出了根据本发明实施例三的一种MCU的结构框图。
本实施例的MCU包括：唤醒模块302，用于根据检测到的对指纹传感器的非按压式触摸操作，唤醒指纹传感器所在的终端设备的操作系统；采集模块304，用于根据唤醒的操作系统发送的指纹数据采集指令，控制指纹传感器进行指纹数据采集；存储模块306，用于通过唤醒的操作系统将采集的指纹数据存储至终端设备中的设定安全区域；匹配登录模块308，用于在检测到对指纹传感器的按压式触摸操作后，通过唤醒的操作系统判断设定安全区域中存储的指纹数据和指纹密码数据是否匹配，以在匹配时，进行操作系统的登录操作。
通过本实施例，在用户仅触摸到指纹传感器还未进行按压操作时，即唤醒终端设备的操作系统，由该操作系统将指纹传感器采集的指纹存储到设定安全区域，并在用户进行了按压操作后，由操作系统进行指纹匹配。一方面，指纹传感器采集的指纹数据无需存储在MCU中，因此，对MCU的内存容量不作要求；另一方面，指纹匹配操作通过终端设备的操作系统实现，对MCU的操作性能也可以不作要求。可见，采用本发明实施例的方案，可以不必考虑使用的MCU的性能或内存容量，通过MCU和操作系统的配合即可实现系统登录功能，有效解决了使用现有的无法达到要求的MCU的指纹模组不能有效实现系统登录功能的问题。
此外，在非按压式触摸操作时即唤醒操作系统进行指纹数据采集，再在后续的按压式触摸操作时进行指纹数据的匹配，可以有效地提升指纹登录的速度和效率，提升用户的使用体验。
实施例四
参照图7，示出了根据本发明实施例四的一种MCU的结构框图。
本实施例的MCU包括：唤醒模块402，用于根据检测到的对指纹传感器的非按压式触摸操作，唤醒指纹传感器所在的终端设备的操作系统；采集模块404，用于根据唤醒的操作系统发送的指纹数据采集指令，控制指纹传感器进行指纹数据采集；存储模块406，用于通过唤醒的操作系统将采集的指纹数据存储至终端设备中的设定安全区域；匹配登录模块408，用于在检测到对指纹传感器的按压式触摸操作后，通过唤醒的操作系统判断设定安全区域中存储的指纹数据和指纹密码数据是否匹配，以在匹配时，进行操作系统的登录操作。
可选地，采集模块404用于在MCU在每个唤醒周期被唤醒时，向操作系统发送唤醒事件通知；接收操作系统在每次接收到唤醒事件通知后发送的指纹数据采集指令，并根据指纹数据采集指令控制指纹传感器进行指纹数据采集。
可选地，采集的指纹数据具有设定的存活周期，所述存活周期的时长小于MCU的唤醒周期的时长。
可选地，匹配登录模块408在检测到对指纹传感器的按压式触摸操作后，通过所述操作系统判断按压式触摸操作的操作时间是否处于当前采集的指纹数据的存活周期；若处于当前采集的指纹数据的存活周期，则通过唤醒的操作系统判断设定安全区域中存储的指纹数据和指纹密码数据是否匹配。
可选地，匹配登录模块408还用于：若按压式触摸操作的操作时间未处于当前采集的指纹数据的存活周期，则向唤醒的操作系统发送按压事件通知；在接收到操作系统根据按压事件通知发送的指纹数据采集指令后，控制指纹传感器重新进行指纹数据采集，并通过操作系统将重新采集的指纹数据存储至设定安全区域；通过操作系统判断设定安全区域中重新采集的指纹数据和指纹密码数据是否匹配。
可选地，终端设备中的设定安全区域为终端设备中的TEE区域。
可选地，指纹传感器所在的指纹模组与终端设备的处理器通过USB总线连接；唤醒模块402通过USB总线发送远程唤醒电信号，通过远程唤醒电信号远程唤醒操作系统。
可选地，指纹传感器所在的指纹模组与终端设备的处理器通过GPIO总线和SPI总线连接；唤醒模块402通过GPIO总线发送中断信号，通过中断信号唤醒操作系统；采集模块404用于根据唤醒的操作系统通过SPI总线发送的指纹数据采集指令，控制指纹传感器进行指纹数据采集。
可选地，匹配登录模块408用于在检测到对指纹传感器的按压式触摸操作后，通过唤醒的操作系统判断设定安全区域中存储的指纹数据和指纹密码数据是否匹配，以在匹配时，通过操作系统唤醒终端设备的屏幕，并且，登录操作系统。
可选地，指纹传感器所在的指纹模组集成于终端设备的电源键中。
可选地，匹配登录模块408用于在检测到对电源键的按压式触摸操作后，通过操作系统唤醒终端设备的屏幕，并且，通过操作系统判断设定安全区域中存储的指纹数据和指纹密码数据是否匹配，以在匹配时，进行操作系统的登录操作。
本实施例的MCU用于实现前述多个方法实施例中相应的指纹登录方法，相具有相应的方法实施例的有益效果，在此不再赘述。
此外，本发明实施例还提供了一种指纹电源组件，包括指纹传感器、电源键和MCU，其中，指纹传感器集成到电源键，且其连接到MCU，该MCU为上述实施例三或四中所述的MCU。可选地，该指纹电源组件中，MCU也可以集成到指纹传感器所在的指纹模组之中。
另外，本发明实施例还提供了一种电子终端，其包括上述实施例三或四中所述的MCU。该MCU可以集成于电子终端的指纹模组中。或者，该MCU也可以独立与电子终端的指纹模组，且与指纹模组电连接。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理模块，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络模块上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，所述计算机可读记录介质包括用于以计算机(例如计算机)可读的形式存储或传送信息的任何机制。例如，机器可读介质包括只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、磁盘存储介质、光存储介质、闪速存储介质、电、光、声或其他形式的传播信号(例如，载波、红外信号、数字信号等)等，该计算机软件产品包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明实施例的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明实施例进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (25)

1.一种指纹登录方法，包括：
根据检测到的对指纹传感器的非按压式触摸操作，唤醒所述指纹传感器所在的终端设备的操作系统；
根据唤醒的所述操作系统发送的指纹数据采集指令，控制所述指纹传感器进行指纹数据采集；
通过唤醒的所述操作系统将采集的所述指纹数据存储至所述终端设备中的设定安全区域；
在检测到对所述指纹传感器的按压式触摸操作后，通过唤醒的所述操作系统判断所述设定安全区域中存储的指纹数据和指纹密码数据是否匹配，以在匹配时，进行所述操作系统的登录操作。
2.如权利要求1所述的方法，其中，所述根据唤醒的所述操作系统发送的指纹数据采集指令，控制所述指纹传感器进行指纹数据采集，包括：
用于控制所述指纹传感器的微控制单元MCU在每个唤醒周期被唤醒时，向所述操作系统发送唤醒事件通知；
所述MCU接收所述操作系统在每次接收到所述唤醒事件通知后发送的指纹数据采集指令，并根据所述指纹数据采集指令控制所述指纹传感器进行指纹数据采集。
3.如权利要求2所述的方法，其中，采集的所述指纹数据具有设定的存活周期，所述存活周期的时长小于所述MCU的唤醒周期的时长。
4.如权利要求3所述的方法，其中，所述在检测到对所述指纹传感器的按压式触摸操作后，通过唤醒的所述操作系统判断所述设定安全区域中存储的指纹数据和指纹密码数据是否匹配，包括：
在检测到对所述指纹传感器的按压式触摸操作后，通过所述操作系统判断所述按压式触摸操作的操作时间是否处于当前采集的指纹数据的存活周期；若处于当前采集的指纹数据的存活周期，则通过唤醒的所述操作系统判断所述设定安全区域中存储的指纹数据和指纹密码数据是否匹配。
5.如权利要求4所述的方法，其中，所述方法还包括：
若按压式触摸操作的操作时间未处于当前采集的指纹数据的存活周期，则向唤醒的所述操作系统发送按压事件通知；
在接收到所述操作系统根据所述按压事件通知发送的指纹数据采集指令后，控制所述指纹传感器重新进行指纹数据采集，并通过所述操作系统将重新采集的指纹数据存储至所述设定安全区域；
通过所述操作系统判断所述设定安全区域中重新采集的指纹数据和所述指纹密码数据是否匹配。
6.如权利要求1-5任一项所述的方法，其中，所述终端设备中的设定安全区域为所述终端设备中的可信执行环境TEE区域。
7.如权利要求1-5任一项所述的方法，其中，所述指纹传感器所在的指纹模组与所述终端设备的处理器通过USB总线连接；
所述唤醒所述指纹传感器所在的终端设备的操作系统，包括：通过所述USB总线发送远程唤醒电信号，通过所述远程唤醒电信号远程唤醒所述操作系统。
8.如权利要求1-5任一项所述的方法，其中，所述指纹传感器所在的指纹模组与所述终端设备的处理器通过GPIO总线和SPI总线连接；
所述唤醒所述指纹传感器所在的终端设备的操作系统，包括：通过所述GPIO总线发送中断信号，通过所述中断信号唤醒所述操作系统；
所述根据唤醒的所述操作系统发送的指纹数据采集指令，控制所述指纹传感器进行指纹数据采集，包括：根据唤醒的所述操作系统通过所述SPI总线发送的指纹数据采集指令，控制所述指纹传感器进行指纹数据采集。
9.如权利要求1-5任一项所述的方法，其中，所述进行所述操作系统的登录操作，包括：
通过所述操作系统唤醒所述终端设备的屏幕，并且，登录所述操作系统。
10.如权利要求1-5任一项所述的方法，其中，所述指纹传感器所在的指纹模组集成于所述终端设备的电源键中。
11.如权利要求10所述的方法，其中，所述在检测到对所述指纹传感器的按压式触摸操作后，通过唤醒的所述操作系统判断所述设定安全区域中存储的指纹数据和指纹密码数据是否匹配，包括：
在检测到对所述电源键的按压式触摸操作后，通过所述操作系统唤醒所述终端设备的屏幕，并且，通过所述操作系统判断所述设定安全区域中存储的指纹数据和指纹密码数据是否匹配。
12.一种微控制单元MCU，包括：
唤醒模块，用于根据检测到的对指纹传感器的非按压式触摸操作，唤醒所述指纹传感器所在的终端设备的操作系统；
采集模块，用于根据唤醒的所述操作系统发送的指纹数据采集指令，控制所述指纹传感器进行指纹数据采集；
存储模块，用于通过唤醒的所述操作系统将采集的所述指纹数据存储至所述终端设备中的设定安全区域；
匹配登录模块，用于在检测到对所述指纹传感器的按压式触摸操作后，通过唤醒的所述操作系统判断所述设定安全区域中存储的指纹数据和指纹密码数据是否匹配，以在匹配时，进行所述操作系统的登录操作。
13.如权利要求12所述的MCU，其中，所述采集模块，用于在所述MCU在每个唤醒周期被唤醒时，向所述操作系统发送唤醒事件通知；接收所述操作系统在每次接收到所述唤醒事件通知后发送的指纹数据采集指令，并根据所述指纹数据采集指令控制所述指纹传感器进行指纹数据采集。
14.如权利要求13所述的MCU，其中，采集的所述指纹数据具有设定的存活周期，所述存活周期的时长小于所述MCU的唤醒周期的时长。
15.如权利要求14所述的MCU，其中，所述匹配登录模块在检测到对所述指纹传感器的按压式触摸操作后，通过所述操作系统判断所述按压式触摸操作的操作时间是否处于当前采集的指纹数据的存活周期；若处于当前采集的指纹数据的存活周期，则通过唤醒的所述操作系统判断所述设定安全区域中存储的指纹数据和指纹密码数据是否匹配。
16.如权利要求15所述的MCU，其中，所述匹配登录模块还用于：
若按压式触摸操作的操作时间未处于当前采集的指纹数据的存活周期，则向唤醒的所述操作系统发送按压事件通知；
在接收到所述操作系统根据所述按压事件通知发送的指纹数据采集指令后，控制所述指纹传感器重新进行指纹数据采集，并通过所述操作系统将重新采集的指纹数据存储至所述设定安全区域；
通过所述操作系统判断所述设定安全区域中重新采集的指纹数据和所述指纹密码数据是否匹配。
17.如权利要求12-16任一项所述的MCU，其中，所述终端设备中的设定安全区域为所述终端设备中的可信执行环境TEE区域。
18.如权利要求12-16任一项所述的MCU，其中，所述指纹传感器所在的指纹模组与所述终端设备的处理器通过USB总线连接；
所述唤醒采集模块通过所述USB总线发送远程唤醒电信号，通过所述远程唤醒电信号远程唤醒所述操作系统。
19.如权利要求12-16任一项所述的MCU，其中，所述指纹传感器所在的指纹模组与所述终端设备的处理器通过GPIO总线和SPI总线连接；
所述唤醒采集模块通过所述GPIO总线发送中断信号，通过所述中断信号唤醒所述操作系统；
所述采集模块，用于根据唤醒的所述操作系统通过所述SPI总线发送的指纹数据采集指令，控制所述指纹传感器进行指纹数据采集。
20.如权利要求12-16任一项所述的MCU，其中，所述匹配登录模块，用于在检测到对所述指纹传感器的按压式触摸操作后，通过唤醒的所述操作系统判断所述设定安全区域中存储的指纹数据和指纹密码数据是否匹配，以在匹配时，通过所述操作系统唤醒所述终端设备的屏幕，并且，登录所述操作系统。
21.如权利要求12-16任一项所述的MCU，其中，所述指纹传感器所在的指纹模组集成于所述终端设备的电源键中。
22.如权利要求21所述的MCU，其中，所述匹配登录模块，用于在检测到对所述电源键的按压式触摸操作后，通过所述操作系统唤醒所述终端设备的屏幕，并且，通过所述操作系统判断所述设定安全区域中存储的指纹数据和指纹密码数据是否匹配，以在匹配时，进行所述操作系统的登录操作。
23.一种指纹电源组件，包括指纹传感器、电源键和微控制单元，所述指纹传感器集成到所述电源键，且其连接到所述微控制单元，所述微控制单元为如权利要求12-22中任一项所述的微控制单元。
24.如权利要求23所述的指纹电源组件，其中，所述微控制单元集成到所述指纹传感器所在的指纹模组之中。
25.一种电子终端，包括如权利要求12-22任一项所述的MCU，所述MCU集成于所述电子终端的指纹模组中；或者，所述MCU独立与所述电子终端的指纹模组，且与所述指纹模组电连接。
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