2 系统硬件设计与实现
　　本系统硬件电路主要包括:DSP、CPLD、FPS200指纹传感器、SRAM、Flash、GSM无线通信模块、本地防盗报警电路、电源电路以及显示和键盘电路。系统硬件结构框图如图2所示。

2.1 DSP的选择及存储空间的设计
　　本设计选用TI公司推出的高性能数字信号处理器TMS320VC5402作为系统的核心处理器。TMS320VC5402具有很高的性价比, 可以访问1 MB的程序空间和64 KB的数据空间。内部自带16 KB双寻址RAM,可以在1个指令周期内完成2次读操作或1次读和1次写操作[2]。锁相环电路则可提供高达100 MHz的工作频率, 从而使TMS320VC5402完全有能力在较短的时间内完成指纹的识别操作。
　　由于指纹图像具有数据量大的特点, 因此程序的设计不可避免地需要较大的存储空间。系统中所采集到的8 bit灰度图像大小为300×256, 则存储1幅图像就需要75 KB的空间, 而TMS320VC5402可寻址的数据空间范围总共只有64 KB。因此，本系统对存储资源进行了合理的分配管理。系统外部存储器包括256 KB的Flash和256 KB的SRAM。程序代码放在Flash中,算法运行过程中的临时指纹图像数据则存放于片外的SRAM, 最后的指纹特征模板则存储于Flash EEPROM中。TMS320VC-5402有20根地址线可以用来对程序空间进行寻址, 并可直接对1 MB空间进行寻址。本系统只需512 KB的寻址空间, 所以只需使用其中19根地址线。设计时可利用高位地址A19来区分Flash和SRAM, 可将DSP地址线中低15位直接与Flash中的A0～A14相连, 高3位地址通过CPLD来控制寻址。为了对存储器进行统一的逻辑控制, 本系统选用美国Altera公司的MAX3000系列EPM3128ATC100-10 CPLD芯片完成片选、中断、复位、读写使能等功能。
2.2 指纹采集电路的设计
　　图像采集电路是整个系统中极其重要的部分, 高质量指纹图像的采集可大大地降低在鉴定指纹时的误识率和拒识率, 提高整个系统的性能。
　　系统采用美国Veridicom公司的FPS200指纹传感器获取指纹图像。FPS200是电容式固态指纹传感器，采用CMOS技术，获取的图像为256×300像素,分辨率高达500 dpi。该传感器提供3种接口方式：标准8位微处理器总线接口、集成USB全速接口、集成SPI接口。图像传输速度分别为30 S/s、13 S/s、10 S/s。本系统采用传感器的微处理器总线模式与DSP连接以获取整幅图像[3]。传感器的8位数据线由CPLD将指纹图像直接存到SRAM中，并在采集完1幅图像后通知DSP数据准备好，其逻辑控制部分也接入CPLD由其控制。指纹采集部分的硬件电路示意图如图3所示。

2.3 GSM无线通信模块的设计
　　本设计采用西门子公司推出的新一代无线通信GSM模块TC35。该模块的工作电压为3.3 V～5.5 V, 可以工作在900 MHz/1 800 MHz 2个频段, 自带RS232通信接口, 可以方便地与DSP连机通信, 安全、可靠地实现系统方案中的数据、语音传输、短消息服务和传真。其中, 由于短消息具有实现简单、通信成本低、保密性好、直接面向用户手机且不受地域限制等特点, 是目前利用最为广泛的通信方式。当有警情发生时, 手机会自动收到报警短信, 这样便可实时、可靠、快捷地实现远程报警[4]。
3 系统软件设计
3.1 系统主程序流程
　　系统主程序流程图如图4所示。系统上电初始化后检测设备的状态，由于FPS200具有手指自动检测功能，在系统自检成功后，系统进入低功耗待机状态。当传感器感应到手指时，唤醒DSP进入指纹图像采集阶段，在该阶段TMS320VC5402 处于空闲状态，CPLD占用数据总线, 将数据直接存储到图像RAM中。采集完1帧指纹图像后由CPLD通知DSP进入指纹匹配阶段。在该阶段，TMS320VC5402先将图像RAM中的数据分块送到用户ROM中, 然后对图像进行预处理、特征点提取、指纹比对等运算。最后根据匹配结果发出控制信号。