指纹识别作为生物特征识别的一种,在身份识别上有着其他手段不可比拟的优越性,是生物识别技术研究中的一个热点。传统的嵌入式指纹识别解决方案大多采用单片机或者“单片机+DSP”实现。随着半导体技术的发展,一种基于SOPC(System on a Programmable Chip)的设计思想崭露头角:以下载到FPGA(Field Programmable Gate Array)的软核CPU为系统控制模块,并运用FPGA逻辑单元实现指纹处理与识别,从而达到高速指纹识别。此方案具有灵活的设计方式,设计更小巧、成本更低,由于具备软、硬件在系统可编程的功能,因此更便于系统升级。本文研究了基于Altera公司的NIOSⅡ软核处理器的嵌入式指纹数据识别系统的设计方案。通过对Altera公司SOPC的集成开发环境Quartus II设计软件的分析,研究了系统级设计工具SOPC Builder和DSP Builder的设计流程,以及将系统级设计和实现与DSP算法开发相结合以提高系统设计的效率;通过对指纹识别系统算法流程的分析,在研究了NiosⅡ软核处理器的结构、性能和总线规范的基础上,针对嵌入式指纹识别系统设计需求,提出基于NiosⅡ软核处理器的嵌入式系统设计思想。本文的主要研究工作和创新点:一、研究实现了指纹图象的预处理、特征提取和分类以及特征匹配等算法,提出了基于细节和基于相关系数的双重指纹匹配算法,通过对指纹总体特征的分类,再结合指纹的细节特征最终实现指纹数据的精确匹配。二、分析了实验系统功能和组成,给出了实验系统整体设计方案,把在PC机上经过编译、调试、验证通过的指纹数据识别C语言程序源代码成功移植到NiosⅡCyclone嵌入式开发板(DE2_ep2c35)上,研究实现系统级设计和功能验证。三、研究通过模块复用和自定制指令完成系统的优化设计,以及将核心C语言算法代码转换为FPGA代码的设计方法,进一步研究实现了细化算法代码的优化,在Matlab/simulink中成功实现系统级仿真。