基于fchip2指紋芯片的應用方案

    目前進行身份識別的方法多種多樣。相比之下，指紋識別作為一種生物特征識別方法，具有唯一性和相對的穩定性。使用計算機技術進行指紋身份驗證具有驗證設備使用簡單、成本低廉、識別精度高、便于攜帶等諸多優點。可以說指紋識別是一種適于廣泛應用、可靠有效的身份驗證方法。

    從歷史上看，人們早就認識到了人的指紋對于身份驗證的唯一性，而且不乏使用先例。例如契約押印、犯罪破案等。近年來，隨著計算機技術與計算機圖形識別技術的進步，使用計算機或微處理器進行指紋身份驗證得到越來越廣泛地應用。911之后，美國的舉國“反恐”體制更是將指紋身份驗證作為最基本的國家防范手段之一；現在有些國家和地區正在籌備實行指紋身份證。中國國內也已出現了指紋門禁、指紋門鎖、指紋保險柜、指紋考勤機等產品。目前指紋身份驗證的發展方興未艾，并將具有越來越廣泛地應用領域與使用價值。

    圖1：具有高運算性能的fchip2芯片。

    目前，世界上對于使用計算機技術進行指紋身份驗證還沒有統一的標準，那么如何來評價一個指紋識別設備的性能？現在行業中流行的主要有3個相關的參數：

    1. “誤識率”—‘張冠李戴’地錯誤識別了其他人的指紋；

    2. “拒識率”—已經存入設備的指紋不予識別；

    3. 識別速度。

    對于產品的應用，我們認為還有2個重要的因素：1. 對損傷手指指紋的識別率；2. 對歷史指紋的識別率。這兩項對于指紋產品來說有著很重要的意義。

    目前實現指紋身份驗證主要基于兩種運行平臺：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。對于基于pc平臺的指紋識別設備來說，決定其性能的主要因素是指紋識別算法與指紋傳感器的性能。對于基于小型微處理器裝置的指紋識別設備來說，決定其性能的主要因素除上述兩點以外，微處理器的性能與系統的結構也是非常關鍵的因素。

    圖2：fchip2與pc連機使用方案。(a) 硬件結構框圖；(b) 軟件結構圖。

    但是上述結構的指紋識別設備具有重復開發、成本較高、體積較大等缺點。它們是一個時期的階段性產品，必將被專用的指紋識別芯片所取代。

    指紋識別專用芯片fchip2

    根據目前指紋識別市場的發展，上方電子公司(beyondlsi)開發出了專用指紋識別芯片fchip2(結構見圖1)。該芯片具有非常高的運算性能，其內嵌有上方電子的指紋比對算法程序，這種算法具有多種優秀的特性，例如精度高、在面積型傳感器上指紋在360°任意方向都可以識別、指紋模板數據小等。該算法已經申請專利。

    fchip2指紋芯片的主要特點如下：內嵌200mhz指紋比對引擎；片內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。指紋比對參數：far＜0.01%；frr＜1%；比對速度＜1.5s。

    fchip2芯片內植入了與富士通公司的mbf310、mbf200，臺灣祥群科技(lightuning)公司的ltt-ss500，以及上方電子公司的bl-fo180b等四種型號指紋傳感器相掛接的驅動程序。在后續產品中將繼續植入與其它型號指紋傳感器相掛接的驅動程序。

     圖3：使用fchip2設計的一個小型模塊結構。

    只要將fchip2芯片與上述四種型號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。這就為進行二次開發提供了方便條件，只要掌握了通訊協議就可以進行開發，并能很容易地將指紋比對芯片嵌入到用戶自己的產品或系統之中。

    此外，fchip2還提供了基于該芯片的功能擴展開發的條件與能力。用戶進行小系統開發時，在芯片上外掛用戶flash，存儲用戶自己的控制程序，并連接用戶自己的控制對象。這樣就組成