TW201723910A

TW201723910A - 電腦系統及指紋辨識預載認證方法

Info

Publication number: TW201723910A
Application number: TW104142637A
Authority: TW
Inventors: 葉書瑋; 呂紹正
Original assignee: 宏碁股份有限公司
Priority date: 2015-12-18
Filing date: 2015-12-18
Publication date: 2017-07-01

Abstract

本發明係提供一種電腦系統，包括：一指紋辨識裝置，用以偵測使用者手指是否按壓於指紋辨識裝置，並在當偵測到使用者手指按壓於指紋辨識裝置時，掃瞄使用者手指之指紋影像；一處理器；一非揮發性記憶體；以及一揮發性記憶體；其中當電腦系統處於關機狀態且指紋辨識裝置偵測到使用者手指按壓於指紋辨識裝置時，處理器係由非揮發性記憶體讀取指紋辨識模組及指紋樣板，並將指紋影像與指紋樣板比對以在背景執行一指紋認證，當指紋認證通過，處理器係由非揮發性記憶體讀取作業系統以進行運作；當指紋認證未通過，處理器係在背景關閉電腦系統。

Description

電腦系統及指紋辨識預載認證方法

本發明係有關於指紋辨識，特別是有關於一種電腦系統及指紋辨識預載認證方法。

在現今的電腦系統中，例如是筆記型電腦，搭配指紋辨識裝置已愈來愈普及。目前用於電腦系統之指紋辨識技術以啟動作業系統之方式主要有兩種，第一種方式是開機前認證(Pre-boot Authentication，PBA)，第二種方式是電源啟動認證(Power-On Authentication，POA)。然而，在第一種方式中，使用者需要先按電源鍵將系統開機，再按壓手指進行指紋辨識，需要兩個動作去完成身分驗證與登入作業系統，增加使用者操作上的不便，而提供一個較差的使用者經驗(User Experience)。第二種方式需要一顆額外的微處理器(MCU)做指紋辨識演算法之處理，進而導致成本上升。此外，在關機狀態下必須維持此微處理器的電源供應，進而增加系統關機時的電源消耗(Power Consumption)。

有鑑於此，需要一種電腦系統及指紋辨識預載認證方法以解決上述問題。

本發明係提供一種電腦系統，包括：一指紋辨識裝置，用以偵測一使用者手指是否按壓於該指紋辨識裝置，並在當偵測到該使用者手指按壓於該指紋辨識裝置時，掃瞄該使用者手指之一指紋影像；一處理器；一非揮發性記憶體，用以記錄一作業系統、一指紋辨識模組及一指紋樣板；以及一揮發性記憶體；其中當該電腦系統處於一關機狀態且該指紋辨識裝置偵測到該使用者手指按壓於該指紋辨識裝置時，該處理器係由該非揮發性記憶體讀取該指紋辨識模組及該指紋樣板，並依據該指紋辨識模組將該指紋影像與該指紋樣板比對以在背景執行一指紋認證，當該指紋認證通過，該處理器係由該非揮發性記憶體讀取該作業系統至該揮發性記憶體以進行運作；當該指紋認證未通過，該處理器係在背景關閉該電腦系統。

本發明更提供一種指紋辨識預載認證方法，用於一電腦系統，其中該電腦系統包括一指紋辨識裝置、一揮發性記憶體、一非揮發性記憶體、及一顯示器，該方法包括：利用該指紋辨識裝置偵測一使用者手指是否按壓於該指紋辨識裝置；當偵測到該使用者手指按壓於該指紋辨識裝置時，掃瞄該使用者手指之一指紋影像；當該電腦系統處於一關機狀態且該指紋辨識裝置偵測到該使用者手指按壓於該指紋辨識裝置時，由該非揮發性記憶體讀取一指紋樣板，並將該指紋影像與該指紋樣板比對以在背景執行一指紋認證；當該指紋認證通過，由該非揮發性記憶體讀取一作業系統至該揮發性記憶體以進行運作；以及當該指紋認證未通過，在背景關閉該電腦系統。

110‧‧‧處理器

120‧‧‧晶片組

130‧‧‧記憶體單元

131‧‧‧非揮發性記憶體

132‧‧‧揮發性記憶體

140‧‧‧嵌入式控制器

150‧‧‧指紋辨識裝置

160‧‧‧顯示器

310‧‧‧安全性階段(SEC)

320‧‧‧EFI前初始化(PEI)

330‧‧‧驅動程式執行環境(DXE)

340‧‧‧開機設備選擇(BDS)

350‧‧‧暫時性系統載入(TSL)

360‧‧‧運行時間(RT)

S210-S260‧‧‧步驟

第1圖係顯示依據本發明一實施例中之一電腦系統的功能方塊圖。

第2圖係顯示依據本發明一實施例中之指紋辨識預載認證方法的流程圖。

第3圖係顯示依據本發明一實施例中之基本輸入輸出系統之執行階段的示意圖。

為使本發明之上述目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉一較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。

第1圖係顯示依據本發明一實施例中之一電腦系統的功能方塊圖。電腦系統100係包括一處理器110、一晶片組120、一記憶體單元130、一嵌入式控制器(embedded controller)140、一指紋辨識裝置150、及一顯示器160。

處理器110例如是一中央處理器(central processing unit，CPU)。晶片組120係用以讓電腦系統100中之其他元件透過晶片組120而互相耦接。記憶體單元130係包括一非揮發性記憶體131及一揮發性記憶體132。非揮發性記憶體131例如是一唯讀記憶體(ROM)、電子抹除式可複寫唯讀記憶體(EEPROM)、以及硬碟(hard disk)、固態硬碟(solid-state disk)等等，其係用以記錄作業系統、基本輸入輸出系統(Basic Input/Output System，BIOS)之微程式碼、以及使用者預先註冊之指紋樣板(fingerprint template)。指紋樣板例如可為使用者預先註冊之使用者指紋影像、或是其指紋特徵點(fingerprint feature points)，但本發明並不限於此。

揮發性記憶體132例如是動態隨機存取記憶體(dynamic random access memory，DRAM)，處理器110係將欲執行之作業系統、指紋辨識模組、及其他應用程式載入至揮發性記憶體132。

嵌入式控制器140係用以接收來自指紋辨識裝置150之手指按壓信號，並通知處理器110喚醒至工作狀態(例如ACPI標準之S0狀態)。指紋辨識裝置150係用以偵測使用者之手指是否置於指紋辨識裝置150之表面，且並可進一步掃瞄(scan)使用者之指紋。更進一步而言，在電腦系統100關機時(例如處於進階組態及電源介面(ACPI)標準之S5狀態)，指紋辨識裝置150係可利用其本身之電池電力或是來自晶片組120之電力以提供一微弱待機電流(standby current)以進行手指之偵測。

當指紋辨識裝置150偵測到使用者之手指按壓在指紋辨識裝置150時，指紋辨識裝置150係產生一手指按壓信號並掃瞄使用者之指紋影像。此時，嵌入式控制器140係透過一傳輸介面(例如GPIO介面)取得來自指紋辨識裝置150之手指按壓信號，並依據該手指按壓信號以通知處理器110由關機狀態 (例如ACPI標準之S5狀態)喚醒至工作狀態(例如ACPI標準之S0狀態)。需注意的是，儘管處理器110已被喚醒至工作狀態，但處理器110此時並不會開啟顯示器160。接著，處理器110則讀取在非揮發性記憶體131中的指紋辨識模組以在背景執行指紋辨識。舉例來說，指紋辨識模組係記錄了指紋辨識之演算法的相關微程式碼，指紋辨識裝置150掃瞄而得的指紋影像係可透過USB或SPI介面傳送至處理器110，且處理器110係執行指紋辨識模組中之微程式碼，並先讀取非揮發性記憶體131中的指紋樣板，並將指紋影像與指紋樣板進行比對，以確認使用者之指紋影像是否通過指紋認證。

若使用者之指紋影像通過指紋認證，則處理器110則進一步開啟顯示器160，並由非揮發性記憶體131讀取作業系統並載入揮發性記憶體132以進行系統運作。若使用者之指紋影像未通過指紋認證，處理器110則進行背景關機。簡單來說，本發明在使用者之手指碰觸到指紋感測裝置150時就可開啟電腦系統100，但此時顯示器160並不會被開啟。此外，電腦系統100係在背景執行指紋辨識之運算，且當指紋驗證通過時才開啟顯示器並載入作業系統。反之，若指紋驗證失敗，則電腦系統100則會在背景進行關機，使用者並不易查覺電腦系統已在背景執行上述工作。更進一步而言，本發明之電腦系統可提供更好的用戶體驗，並無需外掛一顆微處理器以進行指紋辨識，進而降低成本。此外，在電腦系統關機的狀態下，僅需提供一個微弱的待機電流至指紋辨識裝置150，僅當偵測到手指按壓在指紋辨識裝置150時，才啟動電腦系統並啟動指紋辨識裝置 150的完整功能以掃瞄使用者手指之指紋影像，但此時並不開啟顯示器以在背景執行指紋辨識之運算，意即並不需要提供額外之電力給外部的微處理器，進而節省系統功耗。對於本發明領域具有通常知識者，當可了解指紋辨識裝置150可具有不同的操作模式，例如可提供微弱的待機電流至指紋辨識裝置150，此時僅需利用指紋辨識裝置150中之少數指紋偵測器先偵測使用者之手指是否按壓。當偵測到使用者之手指按壓時，方開啟指紋辨識裝置150中之多數或全部的指紋感測器或感測區塊，藉以提高掃瞄指紋影像的解析度。

第2圖係顯示依據本發明一實施例中之指紋辨識預載認證方法的流程圖。在步驟S210，電腦系統100之電源關閉，例如處於一關機狀態(例如ACPI標準之S5狀態)。在步驟S220，指紋辨識裝置150係偵測使用者之手指是否按壓於指紋辨識裝置150。若是，則執行步驟S230；若否，則回到步驟S220持續進行偵測。需注意的是，在電腦系統100關機的狀態下，僅需提供一個微弱的待機電流至指紋辨識裝置150，僅當偵測到手指按壓在指紋辨識裝置150時，才啟動電腦系統並啟動指紋辨識裝置150的完整功能以掃瞄使用者手指之指紋影像。在步驟S230，處理器110係開啟電腦系統100之電源。舉例來說，嵌入式控制器140係用以接收來自指紋辨識裝置150之手指按壓信號，並通知處理器110喚醒至工作狀態(例如ACPI標準之S0狀態)。

在步驟S240，處理器110係判斷指紋認證是否通過。舉例來說，指紋辨識模組係記錄了指紋辨識之演算法的相關微程式碼，指紋辨識裝置150掃瞄而得的指紋影像係可透過USB或SPI介面傳送至處理器110，且處理器110係執行指紋辨識模組中之微程式碼，並先讀取非揮發性記憶體131中的指紋樣板，並將指紋影像與指紋樣板進行比對，以確認使用者之指紋影像是否通過指紋認證。若指紋認證通過，則執行步驟S260；若指紋認證不通過，處理器110則將電腦系統100關機。

在步驟S260，處理器110係將非揮性記憶體131中之作業系統讀取至揮發性記憶體132以進行系統操作。需注意的是，在第2圖之流程中，僅在指紋認證通過時(即進入步驟S260)，顯示器160之電源才會被開啟。若指紋認證未通過，電腦系統100則會進行背景關機，使用者並不易查覺電腦系統100在背景所執行的指紋辨識運算及關機程序。

第3圖係顯示依據本發明一實施例中之基本輸入輸出系統之執行階段的示意圖。儲存於非揮發性記憶體131中之BIOS例如支援可延伸韌體介面(Extensible Firmware Interface，EFI)或統一可延伸韌體介面(Unified Extensible Firmware Interface，UEFI)標準。BIOS之執行例如可分為階段310~360，其中階段310為安全性階段(SEC)，階段320為EFI前初始化階段(PEI)，階段330為驅動程式執行環境(DXE)，階段340為開機設備選擇(BDS)，階段350為暫時性系統載入(TSL)，階段360則為運行時間(RT)。傳統的開機前認證(PBA)或電源啟動認證(POA)方式，在BIOS執行之階段均需要執行至暫時性系統載入(TSL)之階段，才能完成選擇設備並載入指紋辨識之相關程式碼。

本發明之指紋辨識裝置150在偵測到使用者手指按壓於指紋辨識裝置150時，嵌入式控制器140將處理器110由關機狀態喚醒至工作狀態，在這喚醒期間，處理器110會依序執行BIOS之各階段。需注意的是，處理器110在執行至驅動程式執行環境(DXE)階段時，已完成指紋辨識裝置150之初始化，並可直接由非揮發性記憶體讀取指紋辨識模組及指紋樣板，並可將指紋辨識裝置150所掃瞄之使用者指紋與指紋樣板進行比對以進行指紋認證。因此，相較於傳統的開機前認證(PBA)或電源啟動認證(POA)，本發明更可將指紋辨識之階段提早，當確定指紋認證通過時，方執行BIOS之後續階段。若指紋認證未通過，亦可很快地將系統關機。

綜上所述，本發明係提出一種電腦系統及指紋辨識預載認證方法。本發明之電腦系統可提供更好的用戶體驗，並無需外掛一顆微處理器以進行指紋辨識，進而降低成本。此外，在電腦系統關機的狀態下，僅需提供一個微弱的待機電流至指紋辨識裝置150，僅當偵測到手指按壓在指紋辨識裝置150時，才啟動電腦系統但不開啟顯示器以在背景執行指紋辨識之運算，意即並不需要提供額外之電力給外部的微處理器，進而節省系統功耗。

本發明雖以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明的範圍，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可做些許的更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

S210-S260‧‧‧步驟

Claims

一種電腦系統，包括：一指紋辨識裝置，用以偵測一使用者手指是否按壓於該指紋辨識裝置，並在當偵測到該使用者手指按壓於該指紋辨識裝置時，掃瞄該使用者手指之一指紋影像；一處理器；一非揮發性記憶體，用以記錄一作業系統、一指紋辨識模組及一指紋樣板；以及一揮發性記憶體；其中當該電腦系統處於一關機狀態且該指紋辨識裝置偵測到該使用者手指按壓於該指紋辨識裝置時，該處理器係由該非揮發性記憶體讀取該指紋辨識模組及該指紋樣板，並依據該指紋辨識模組將該指紋影像與該指紋樣板比對以在背景執行一指紋認證，當該指紋認證通過，該處理器係由該非揮發性記憶體讀取該作業系統至該揮發性記憶體以進行運作；當該指紋認證未通過，該處理器係在背景關閉該電腦系統。
如申請專利範圍第1項所述之電腦系統，更包括：一顯示器，其中該處理器僅在當該指紋認證通過時開啟該顯示器。
如申請專利範圍第2項所述之電腦系統，其中在該處理器進行該指紋認證及該指紋認證未通過時，該顯示器之電源未被開啟。
如申請專利範圍第1項所述之電腦系統，更包括：一嵌入式控制器，其中在該電腦系統處於該關機狀態且該指紋辨識裝置偵測到該使用者手指按壓於該指紋辨識裝置時，該指紋辨識裝置係產生一手指按壓信號並掃瞄該使用者手指之該指紋影像。
如申請專利範圍第1項所述之電腦系統，其中該嵌入式控制器係依據來自該指紋辨識裝置之該手指按壓信號以喚醒該處理器至一工作狀態。
一種指紋辨識預載認證方法，用於一電腦系統，其中該電腦系統包括一指紋辨識裝置、一揮發性記憶體、一非揮發性記憶體、及一顯示器，該方法包括：利用該指紋辨識裝置偵測一使用者手指是否按壓於該指紋辨識裝置；當偵測到該使用者手指按壓於該指紋辨識裝置時，掃瞄該使用者手指之一指紋影像；當該電腦系統處於一關機狀態且該指紋辨識裝置偵測到該使用者手指按壓於該指紋辨識裝置時，由該非揮發性記憶體讀取一指紋樣板，並將該指紋影像與該指紋樣板比對以在背景執行一指紋認證；當該指紋認證通過，由該非揮發性記憶體讀取一作業系統至該揮發性記憶體以進行運作；以及當該指紋認證未通過，在背景關閉該電腦系統。
如申請專利範圍第6項所述之方法，其中該電腦系統更包括：一顯示器，且該方法更包括：僅在當該指紋認證通過時開啟該顯示器。
如申請專利範圍第7項所述之方法，更包括：當在進行該指紋認證及該指紋認證未通過時，該顯示器之電源未被開啟。
如申請專利範圍第7項所述之方法，其中該電腦系統更包括：一嵌入式控制器，且該方法更包括：當該電腦系統處於該關機狀態且該指紋辨識裝置偵測到該使用者手指按壓於該指紋辨識裝置時，利用該指紋辨識裝置產生一手指按壓信號並掃瞄該使用者手指之該指紋影像。
如申請專利範圍第9項所述之方法，更包括：利用該嵌入式控制器依據來自該指紋辨識裝置之該手指按壓信號以喚醒該電腦系統至一工作狀態。