基于NiosⅡ軟核處理器的指紋識(shí)別系統(tǒng)SOPC設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)的開題報(bào)告一、選題背景指紋識(shí)別技術(shù)是現(xiàn)代生物識(shí)別技術(shù)中應(yīng)用最廣泛的一種，其具有唯一性、普遍性、穩(wěn)定性、不可偽造性等特點(diǎn)，能夠在安全身份驗(yàn)證、邊境管制、刑事犯罪偵查等領(lǐng)域發(fā)揮重要作用，因此在國內(nèi)外受到廣泛關(guān)注。指紋識(shí)別系統(tǒng)是指利用指紋生物特征作為身份識(shí)別手段，對(duì)驗(yàn)證用戶身份進(jìn)行認(rèn)證。隨著科技的進(jìn)步以及相關(guān)技術(shù)的成熟，指紋識(shí)別技術(shù)應(yīng)用越來越廣泛，其中單片機(jī)和FPGA設(shè)備作為嵌入式系統(tǒng)的研究和應(yīng)用也日趨廣泛。NiosⅡ軟核處理器是Altera公司推出的一款基于可編程邏輯的處理器，可在FPGA等可編程邏輯器件上實(shí)現(xiàn)SOC系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。NiosⅡ軟核處理器具有靈活、高效、可重構(gòu)的特點(diǎn)，在嵌入式系統(tǒng)開發(fā)中具有很高的性價(jià)比和可靠性。NiosⅡ軟核處理器的出現(xiàn)為我們的指紋識(shí)別系統(tǒng)SOPC設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)提供了更加靈活的解決方案?；谝陨媳尘?，本次畢設(shè)選題為“基于NiosⅡ軟核處理器的指紋識(shí)別系統(tǒng)SOPC設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)”。二、選題意義及目的指紋識(shí)別技術(shù)隨著科技的進(jìn)步和應(yīng)用開發(fā)越來越成熟，其在人臉識(shí)別、指紋鎖等領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛。本課題以指紋識(shí)別應(yīng)用作為切入點(diǎn)，設(shè)計(jì)一個(gè)基于NiosⅡ軟核處理器的指紋識(shí)別系統(tǒng)SOPC，旨在探索嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用中的指紋識(shí)別技術(shù)。本課題旨在實(shí)現(xiàn)以下目標(biāo)：1.綜合應(yīng)用計(jì)算機(jī)有關(guān)專業(yè)的基礎(chǔ)知識(shí)，了解流水線CPU設(shè)計(jì)原理，熟練掌握NiosⅡ軟核處理器的特點(diǎn)和編程方法。2.了解指紋識(shí)別技術(shù)的工作原理，理解指紋特征提取和匹配算法，掌握指紋識(shí)別系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)流程。3.設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)基于NiosⅡ軟核處理器的指紋識(shí)別系統(tǒng)SOPC。利用NiosⅡCPU實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的控制和算法處理，通過SDRAM存儲(chǔ)指紋信息、FPGA實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集和顯示等功能，完整地實(shí)現(xiàn)指紋識(shí)別系統(tǒng)。三、主要內(nèi)容及研究方法本課題的主要內(nèi)容為基于NiosⅡ軟核處理器的指紋識(shí)別系統(tǒng)SOPC設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，具體研究內(nèi)容包括以下幾方面：1.系統(tǒng)設(shè)計(jì)：總體框架設(shè)計(jì)，包括指紋信息的采集、存儲(chǔ)、特征提取和匹配等功能的實(shí)現(xiàn)。2.硬件設(shè)計(jì)：系統(tǒng)的硬件構(gòu)成，包括實(shí)現(xiàn)指紋信息采集和處理的FPGA模塊，以及用于存儲(chǔ)指紋信息和控制系統(tǒng)的NiosⅡCPU模塊。3.軟件設(shè)計(jì)：系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)，包括算法實(shí)現(xiàn)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和讀取等內(nèi)容。其中指紋特征提取和匹配算法為本系統(tǒng)的核心部分，需要深入研究和實(shí)現(xiàn)。研究方法：1.基礎(chǔ)理論學(xué)習(xí)：通過閱讀相關(guān)的書籍、資料和論文，全面系統(tǒng)地掌握NiosⅡ軟核處理器以及指紋識(shí)別技術(shù)的理論知識(shí)。2.系統(tǒng)設(shè)計(jì)：根據(jù)系統(tǒng)框架和功能需求，設(shè)計(jì)系統(tǒng)硬件和軟件模塊，建立系統(tǒng)穩(wěn)定工作的框架。3.硬件實(shí)現(xiàn)：使用Altera公司的開發(fā)工具QuartusII，設(shè)計(jì)FPGA模塊，包括指紋信息采集、存儲(chǔ)和顯示等。4.軟件實(shí)現(xiàn)：使用NiosⅡ軟核處理器的開發(fā)工具NIOSIIIDE，熟練掌握NiosⅡ軟核處理器的編程方法和控制指紋識(shí)別算法，編寫系統(tǒng)程序。5.系統(tǒng)測(cè)試：通過功能測(cè)試和性能測(cè)試，測(cè)試系統(tǒng)的穩(wěn)定性、運(yùn)行效率和數(shù)據(jù)可靠性等指標(biāo)，驗(yàn)證系統(tǒng)的正確性和實(shí)用性。四、預(yù)期結(jié)果及應(yīng)用價(jià)值本課題旨在設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)基于NiosⅡ軟核處理器的指紋識(shí)別系統(tǒng)SOPC，基于此預(yù)計(jì)達(dá)到以下實(shí)際結(jié)果：1.實(shí)現(xiàn)兼具性能、效率和可靠性的指紋識(shí)別系統(tǒng)SOPC，對(duì)指紋識(shí)別技術(shù)研究和應(yīng)用有所貢獻(xiàn)。2.確定指紋識(shí)別系統(tǒng)算法和硬件的結(jié)構(gòu)優(yōu)化方向，從而推動(dòng)指紋識(shí)別系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展。3.對(duì)于嵌入式系統(tǒng)開發(fā)和設(shè)計(jì)領(lǐng)域，提供基于FPGA設(shè)備和