基于粗粒度并行的指紋匹配單元的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種指紋匹配單元，尤其是一種基于粗粒度并行的指紋匹配單元。
【背景技術(shù)】
[0002]在當(dāng)前信息時(shí)代，個(gè)人鑒定是一個(gè)很重要的話題，而快速、精確且便捷是個(gè)人鑒定系統(tǒng)所必需的。指紋是作為一種穩(wěn)定、唯一且易采集的生物特征，指紋識(shí)別技術(shù)被廣泛應(yīng)用于生物識(shí)別領(lǐng)域。指紋匹配是指紋識(shí)別的一個(gè)關(guān)鍵過程，因此有很多指紋匹配的算法被提出?；诩?xì)節(jié)點(diǎn)的指紋匹配算法，因?yàn)楹?jiǎn)單，且匹配精度高而被廣泛應(yīng)用。
[0003]細(xì)節(jié)點(diǎn)(minutia)是指紋圖片中表征指紋差異性的特征點(diǎn)，一個(gè)規(guī)范、高質(zhì)量的指紋圖片一般有70-80個(gè)細(xì)節(jié)點(diǎn)，在局部、或不完整的指紋圖片中，細(xì)節(jié)點(diǎn)的數(shù)目要少很多。一個(gè)細(xì)節(jié)點(diǎn)包含三個(gè)屬性，即X坐標(biāo)、Y坐標(biāo)和方向。所以一個(gè)指紋能夠用它的細(xì)節(jié)點(diǎn)特征來(lái)簡(jiǎn)單描述。而指紋匹配則是比較兩個(gè)指紋細(xì)節(jié)點(diǎn)的相似度。
[0004]實(shí)際應(yīng)用中，指紋匹配是一個(gè)需要實(shí)時(shí)性的應(yīng)用，為了達(dá)到這個(gè)目的，之前已經(jīng)有人提出了相關(guān)的硬件設(shè)計(jì)方案，附圖1是Richard M.Jiang等人采用基于細(xì)節(jié)點(diǎn)的指紋匹配算法設(shè)計(jì)的指紋匹配硬件單元(Richard M.Jiang, Danny Crookes, FPGA-based minutiamatching for b1metric fingerprint image database retrieval, J Real-Time ImageProc (2008), 3:177-182.)。
[0005]參照?qǐng)D1，該指紋匹配單元由EJ0(Early_Jump_0ut)控制單元和PE(運(yùn)算單元，Process-Element)陣列兩部分組成。為了保證該單元能夠正常運(yùn)行，指紋匹配單元與主機(jī)相連，主機(jī)和模板指紋庫(kù)相連。模板指紋庫(kù)即為存儲(chǔ)模板指紋的內(nèi)存。主機(jī)向存儲(chǔ)器發(fā)送請(qǐng)求，從存儲(chǔ)器讀取指紋數(shù)據(jù)，將指紋數(shù)據(jù)送給EJO控制單元。PE陣列與EJO控制單元相連，由N個(gè)PE組成，N代表待查詢指紋中細(xì)節(jié)點(diǎn)的數(shù)目，N取64，對(duì)于待查詢細(xì)節(jié)點(diǎn)數(shù)目小于64的，需要用無(wú)效數(shù)據(jù)(即將指紋細(xì)節(jié)點(diǎn)的X坐標(biāo)值，Y坐標(biāo)值和方向值均設(shè)為-1)將細(xì)節(jié)點(diǎn)補(bǔ)充為64個(gè)。一個(gè)PE完成待查詢指紋一個(gè)細(xì)節(jié)點(diǎn)與一個(gè)模板指紋所有細(xì)節(jié)點(diǎn)的比較，N個(gè)PE完成待查詢指紋N個(gè)細(xì)節(jié)點(diǎn)與一個(gè)模板指紋的所有細(xì)節(jié)點(diǎn)的比較，得到N個(gè)細(xì)節(jié)點(diǎn)中與模板指紋細(xì)節(jié)點(diǎn)的比較結(jié)果并將比較結(jié)果送給EJ0控制單元，如果相同(即待查詢指紋細(xì)節(jié)點(diǎn)3個(gè)屬性與模板指紋細(xì)節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)屬性的差值小于閾值)，則結(jié)果為1，如果不同，則結(jié)果為O。EJO控制單元通過廣播通道、OR邏輯總線與PE陣列相連，并通過電纜與主機(jī)相連，向主機(jī)發(fā)送模板指紋地址，從主機(jī)接收啟動(dòng)信號(hào)和模板指紋數(shù)據(jù)。EJO控制單元通過廣播通道將模板指紋的細(xì)節(jié)點(diǎn)廣播到運(yùn)算單元陣列，運(yùn)算單元陣列通過OR邏輯總線將匹配結(jié)果傳輸給EJO控制單元。EJO控制單元根據(jù)從PE陣列獲得的比較結(jié)果判斷當(dāng)前模板指紋與待查詢指紋細(xì)節(jié)點(diǎn)不相同的數(shù)目是否大于之前的模板指紋，如果大于，則EJO控制單元產(chǎn)生新的模板指紋地址從主機(jī)接收新的模板指紋；如果小于，則EJO控制單元向PE陣列發(fā)送當(dāng)前模板指紋的下一個(gè)細(xì)節(jié)點(diǎn)。
[0006]Richard M.Jiang等人提出的指紋匹配硬件單元能夠?qū)崿F(xiàn)每秒1.22百萬(wàn)個(gè)模板指紋與待查詢指紋匹配。雖然如此，在大多數(shù)場(chǎng)合中，指紋匹配的指紋庫(kù)都是非常巨大的，而現(xiàn)有的指紋匹配單元吞吐率(每秒匹配的模板指紋數(shù)目)仍不能夠滿足實(shí)時(shí)性的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種基于粗粒度并行的指紋匹配單元，提高指紋匹配模塊吞吐率。
[0008]本發(fā)明中采用W(W = 64K, K ^ 8)位表示一組數(shù)據(jù)，所用存儲(chǔ)器的訪存位寬也是W位。存儲(chǔ)器中預(yù)存的數(shù)據(jù)包括3個(gè)部分:參數(shù)、待查詢指紋和模板指紋庫(kù)。參數(shù)包括3個(gè)，即單個(gè)指紋細(xì)節(jié)點(diǎn)數(shù)目、模板指紋總數(shù)和匹配結(jié)果地址。單個(gè)指紋細(xì)節(jié)點(diǎn)數(shù)目表示一個(gè)指紋包含的細(xì)節(jié)點(diǎn)數(shù)目，設(shè)為M,如果某個(gè)指紋的細(xì)節(jié)點(diǎn)數(shù)目小于M,則在數(shù)據(jù)預(yù)存時(shí)，用無(wú)效數(shù)據(jù)填充:無(wú)效數(shù)據(jù)一般采用7FFFFFFFFFFFFFFF表示。模板指紋總數(shù)表示模板指紋庫(kù)中所包含的模板指紋的個(gè)數(shù)，此參數(shù)用于作為匹配終止條件。匹配結(jié)果地址表示從本發(fā)明的指紋匹配單元組輸出的結(jié)果存儲(chǔ)的首地址?？紤]到坐標(biāo)值及方向值的大小，本發(fā)明中用64位表示一個(gè)指紋細(xì)節(jié)點(diǎn)，其中18位表示X坐標(biāo)、18位表示Y坐標(biāo)，28位表示方向(orien)。
[0009]本發(fā)明由T (0〈Τ 16)個(gè)指紋匹配單元組 FMEG (FingerprintMatchingElementGroup)、多請(qǐng)求控制器、結(jié)果競(jìng)選部件、訪存輸入選擇器、存儲(chǔ)器、指示燈、開始鍵組成，T個(gè)指紋匹配單元組FMEG記為指紋匹配單元組O?指紋匹配單元組T-1。
[0010]多請(qǐng)求控制器與T個(gè)指紋匹配單元組、訪存輸入選擇器相連，對(duì)T個(gè)指紋匹配單元組的訪存請(qǐng)求進(jìn)行仲裁，將從訪存輸入選擇器接收到的數(shù)據(jù)分發(fā)給T個(gè)指紋匹配單元組。
[0011]指紋匹配單元組i(o ( i ( T-1)與多請(qǐng)求控制器、結(jié)果競(jìng)選部件及開始鍵相連，完成一組指紋與待查詢指紋的匹配。
[0012]訪存輸入選擇器是一個(gè)二選一選擇器，與多請(qǐng)求控制器、存儲(chǔ)器及結(jié)果競(jìng)選部件相連，結(jié)果競(jìng)選部件發(fā)送的第一控制信號(hào)無(wú)效時(shí)，訪存輸入選擇器接收多請(qǐng)求控制器發(fā)送的訪存請(qǐng)求，并發(fā)送給存儲(chǔ)器，在接收到存儲(chǔ)器發(fā)送的數(shù)據(jù)時(shí)，訪存輸入選擇器將數(shù)據(jù)發(fā)送給多請(qǐng)求控制器；在結(jié)果競(jìng)選部件發(fā)送的第一控制信號(hào)有效時(shí)，訪存輸入選擇器接收結(jié)果競(jìng)選部件發(fā)送的訪存請(qǐng)求，并發(fā)送給存儲(chǔ)器，在接收到存儲(chǔ)器發(fā)送的數(shù)據(jù)時(shí)，訪存輸入選擇器將數(shù)據(jù)發(fā)送給結(jié)果競(jìng)選部件。
[0013]結(jié)果競(jìng)選部件與T個(gè)指紋匹配單元組、訪存輸入選擇器及指示燈相連，根據(jù)匹配結(jié)果選擇出模板指紋庫(kù)中與待查詢結(jié)果匹配程度最高的指紋。
[0014]存儲(chǔ)器與訪存輸入選擇器相連，存儲(chǔ)模板指紋庫(kù)、待查詢指紋、匹配結(jié)果及相關(guān)參數(shù)。
[0015]開始鍵與T個(gè)指紋匹配單元組相連，啟動(dòng)基于粗粒度并行的指紋匹配單元。
[0016]指示燈與結(jié)果競(jìng)選部件相連，指示匹配過程完成。
[0017]多請(qǐng)求控制器由請(qǐng)求處理單元和物理接口層組成。
[0018]請(qǐng)求處理單元與T個(gè)指紋匹配單元組及物理接口層相連，負(fù)責(zé)從T個(gè)指紋匹配單元組選擇一組作為當(dāng)前占用多請(qǐng)求控制器的指紋匹配單元組，記作指紋匹配單元組j (O < j < T-1)，請(qǐng)求處理單元只處理指紋匹配單元組j的請(qǐng)求，并且只向指紋匹配單元組j發(fā)送信號(hào)。請(qǐng)求處理單元由仲裁器、輸入選擇部件、請(qǐng)求響應(yīng)生成部件、輸出選擇部件、讀使能生成部件以及編號(hào)緩沖部件、命令緩沖部件、寫請(qǐng)求數(shù)據(jù)緩沖部件、讀回?cái)?shù)據(jù)緩沖部件四個(gè)緩沖部件組成。
[0019]物理接口層與請(qǐng)求處理單元及訪存輸入選擇器相連，物理接口層由訪存信號(hào)處理部件、讀FIFO_CMD控制信號(hào)生成部件和讀FIFO_WDF控制信號(hào)生成部件組成，物理接口層將從請(qǐng)求處理單元接收到的信號(hào)處理后發(fā)送給訪存輸入選擇器；將從訪存輸入選擇器接收的信號(hào)處理后發(fā)送給請(qǐng)求處理單元。
[0020]指紋匹配單元組i (O < i < T-1)與開始鍵、多請(qǐng)求控制器及結(jié)果競(jìng)選部件相連。每個(gè)指紋匹配單元組結(jié)構(gòu)完全相同。指紋匹配單元組i由主控制狀態(tài)機(jī)、副控制狀態(tài)機(jī)、讀請(qǐng)求生成部件、寫請(qǐng)求生成部件、數(shù)據(jù)接收部件、計(jì)算已匹配指紋數(shù)部件、數(shù)據(jù)初始化標(biāo)志寄存器、工作使能標(biāo)志寄存器、當(dāng)前指紋組匹配完成標(biāo)志寄存器、匹配結(jié)果寄存器、單元組停止標(biāo)志寄存器、K (I彡K彡8)個(gè)指紋匹配單元(FME)組成。
[0021]結(jié)果競(jìng)選部件由單元組停止標(biāo)志收集部件、訪存處理部件、現(xiàn)存匹配成功細(xì)節(jié)點(diǎn)數(shù)目寄存器、現(xiàn)存模板指紋細(xì)節(jié)點(diǎn)數(shù)目寄存器、現(xiàn)存匹配結(jié)果編號(hào)寄存器、第一比較器、第二比較器、編號(hào)選擇器組成。
[0022]存儲(chǔ)器為雙倍速率同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器(DDR3 SDRAM)，可以隨時(shí)提供任何地址的數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)大小建議2GB以上，訪存位寬為W位，存儲(chǔ)器中存有匹配所需數(shù)據(jù)，包括待查詢指紋、模板指紋庫(kù)、模板指紋庫(kù)中模板指紋的個(gè)數(shù)、匹配結(jié)果的存儲(chǔ)地址。存儲(chǔ)器與訪存輸入選擇器相連。
[0023]本發(fā)明的工作過程如附圖11，下部是T個(gè)指紋匹配單元組的工作過程，上部是指紋匹配單元組O中K個(gè)指紋匹配單元的工作過程，圖中T = 8，K = 8:
[0024]第I步啟動(dòng)指紋匹配單元:
[0025]指紋匹配單元組i接收到開始鍵發(fā)送的開始信號(hào)，指紋匹配單元組i向多請(qǐng)求處理器發(fā)送讀請(qǐng)求使能信號(hào)i，等待接收多請(qǐng)求控制器發(fā)送的讀請(qǐng)求響應(yīng)信號(hào)i。
[0026]第2步，初始化T個(gè)指紋匹配單元組中的待查詢指紋RAM:
[0027]T個(gè)指紋匹配單元組按照輪詢機(jī)制依次獲得多請(qǐng)求控制器的占用權(quán)，進(jìn)行數(shù)據(jù)訪問，通過多請(qǐng)求控制器獲得待查詢指紋數(shù)據(jù)，并將待查詢指紋數(shù)據(jù)初始化到各個(gè)指紋匹配單元組的K個(gè)指紋匹配單元中。
[0028]第3步，讀取模板指紋數(shù)據(jù)，進(jìn)行匹配計(jì)算，并寫回匹配結(jié)果:
[0029]第3.1步，T個(gè)指紋匹配單元組按照輪詢機(jī)制依次獲取多請(qǐng)求控制器的占用權(quán)，進(jìn)行數(shù)據(jù)訪問，通過多請(qǐng)求控制器獲得模板指紋數(shù)據(jù)，并將模板指紋數(shù)據(jù)寫到各個(gè)指紋匹配單元組的K個(gè)指紋匹配單元中。每個(gè)指紋匹配單元組在獲得模板指紋數(shù)據(jù)后，進(jìn)行匹配計(jì)算，完成匹配計(jì)算后，向多請(qǐng)求控制器發(fā)送寫請(qǐng)求使能，其中T個(gè)指紋匹配單元組讀取數(shù)據(jù)或者寫結(jié)果的操作因?yàn)橐加猛粋€(gè)多請(qǐng)求控制器，因而是串行執(zhí)行的；而T個(gè)指紋匹配單元組內(nèi)匹配計(jì)算是并行執(zhí)行的。
[0030]第3.2步，T個(gè)指紋匹配單元組按照輪詢機(jī)制依次獲取多請(qǐng)求控制器的占用權(quán)，將匹配計(jì)算的中間結(jié)果通過多請(qǐng)求控制器寫到存儲(chǔ)器中。如果指紋匹配單元組完成所分配得到的任務(wù)，則向結(jié)果競(jìng)選部件發(fā)生單元組停止標(biāo)志。
[0031]第4步，結(jié)果競(jìng)選部件檢測(cè)T個(gè)指紋匹配單元組任務(wù)完成情況的過程:
[0032]結(jié)果競(jìng)選部件檢測(cè)是否收到T個(gè)單元組停止標(biāo)志，若收到，則轉(zhuǎn)第5步，若結(jié)果競(jìng)選部件未收到T個(gè)單元組停止標(biāo)志，則轉(zhuǎn)第3.1步。
[0033]第5步結(jié)果競(jìng)選部件選擇與待查詢指紋匹配程度最高的模板指紋的過程:
[0034]結(jié)果競(jìng)選部件在接收到T個(gè)單元組停止標(biāo)志后，向訪存輸入選擇器發(fā)送第一標(biāo)志信號(hào)，并向訪存輸入選擇器發(fā)送訪存使能信號(hào)、訪存請(qǐng)求命令信號(hào)、訪存請(qǐng)求地址，從訪存輸入選擇器接讀收請(qǐng)求返回?cái)?shù)據(jù)，將所有的匹配結(jié)果進(jìn)行比較后，選擇出與待查詢指紋匹配程度最高的模板指紋，并將得到的模板指紋作為寫請(qǐng)求數(shù)據(jù)、寫請(qǐng)求使能信號(hào)、訪存請(qǐng)求地址發(fā)送給訪存輸入選擇器，訪存輸入選擇器將接收到得寫請(qǐng)求數(shù)據(jù)、寫請(qǐng)求使能信號(hào)、訪存請(qǐng)求地址發(fā)送給存儲(chǔ)器；同時(shí)結(jié)果競(jìng)選部件向指示燈發(fā)送匹配完成信號(hào)。
[0035]與現(xiàn)有技術(shù)相比，采用本發(fā)明可以達(dá)到以下技術(shù)效果:
[0036](I)提高了并行度，因此提高了指紋匹配模塊吞吐率:本發(fā)明采用了兩級(jí)并行結(jié)構(gòu):第一級(jí)是指紋匹配單元組i內(nèi)部K個(gè)FME并行執(zhí)行，能夠達(dá)到K倍的并行度；第二級(jí)是利用計(jì)算和數(shù)據(jù)訪問時(shí)間遮掩，在數(shù)據(jù)訪存的時(shí)候T個(gè)指紋匹配單元組共用一個(gè)多請(qǐng)求控制器，T個(gè)指紋匹配單元組輪流地與多請(qǐng)求控制器交互，從而輪流地進(jìn)行存儲(chǔ)器訪存；在，當(dāng)指紋匹配單元組i進(jìn)行訪存時(shí)，另T-1個(gè)指紋匹配單元組并行地執(zhí)行匹配計(jì)算。因?yàn)楫?dāng)T較小時(shí)，T個(gè)指紋匹配單元組數(shù)據(jù)訪問時(shí)間小于一個(gè)指紋匹配單元組的匹配計(jì)算時(shí)間，則指紋匹配單元組j在完成一次計(jì)算后，指紋匹配單元組j-ι已經(jīng)完成當(dāng)前數(shù)據(jù)訪問，則指紋匹配單元組j不需要等待，就可以進(jìn)行下次數(shù)據(jù)訪問，所以T個(gè)指紋匹配單元組能夠完全并行執(zhí)行，此時(shí)兩級(jí)并行度是K*T。當(dāng)T較大時(shí)，T個(gè)指紋匹配單元組的數(shù)據(jù)訪問時(shí)間大于一個(gè)指紋匹配單元組的計(jì)算時(shí)間，則意味著指紋匹配單元組j完成計(jì)算時(shí)，指紋匹配單元組j-Ι還未完成數(shù)據(jù)訪問，則指紋匹配單元組j就需要等待指紋匹配單元組j_l進(jìn)行數(shù)據(jù)訪問，所以T個(gè)指紋匹配單元組就不能夠完全并行執(zhí)行，從而使第二級(jí)的并行度趨于飽和，設(shè)飽和時(shí)并行度為P，則兩級(jí)并行度為K*P。
[0037](2)本發(fā)明不需要主機(jī)，能夠獨(dú)立完成匹配:在存儲(chǔ)器中預(yù)存有待查詢指紋和模板指紋庫(kù)的情況下，本發(fā)明能夠獨(dú)立地完成從存儲(chǔ)器中讀取數(shù)據(jù)，進(jìn)行匹配計(jì)算，完成后將匹配結(jié)果存回存儲(chǔ)器，之后將匹配完成信號(hào)輸出到指示燈。整個(gè)匹配過程不需要主機(jī)參與，極大地提高了指紋匹配單元的獨(dú)立性。
【附圖說明】
[0038]圖1是【背景技術(shù)】Richard M.Jiang等人公布的指紋匹配硬件單元的邏輯結(jié)構(gòu)示意圖。
[0039]圖2是本發(fā)明的總體邏輯結(jié)構(gòu)框圖。
[0040]圖3是本發(fā)明存儲(chǔ)器中數(shù)據(jù)存儲(chǔ)格式示意圖。
[0041]圖4是本發(fā)明中多請(qǐng)求控制器的請(qǐng)求處理單元邏輯結(jié)構(gòu)圖。
[0042]圖5是本發(fā)明中多請(qǐng)求控制器的物理接口層邏輯結(jié)構(gòu)圖。
[0043]圖6是本發(fā)明中指紋匹配單元組i邏輯結(jié)構(gòu)圖。
[0044]圖7是本發(fā)明指紋匹配單元組i中主控制狀態(tài)機(jī)狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖。
[0045]圖8是本發(fā)明指紋匹配單元組i中副控制狀態(tài)機(jī)狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖。
[0046]圖9是本發(fā)明指紋匹配單元組i中一個(gè)指紋匹配單元FME邏輯結(jié)構(gòu)圖。
[0047]圖10是本發(fā)明中結(jié)果競(jìng)選部件邏輯結(jié)構(gòu)圖。
[0048]圖11是本發(fā)明中指紋匹配單元組的執(zhí)行流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0049]下述介紹的信號(hào)中，指定當(dāng)信號(hào)為I時(shí)表示信號(hào)有效；信號(hào)為O時(shí)表示信號(hào)無(wú)效，除特殊信號(hào)外，不一一說明。
[0050]圖2是本發(fā)明的總體邏輯結(jié)構(gòu)圖。本發(fā)明由T(1 < T < 16)個(gè)指紋匹配單元組、多請(qǐng)求控制器、結(jié)果競(jìng)選部件、訪存輸入選擇器和存儲(chǔ)器、開始鍵、指示燈組成。
[0051]指紋匹配單元組i (O < i < T-1)與開始鍵、多請(qǐng)求控制器及結(jié)果競(jìng)選部件相連。(指紋匹配單元組i的工作過程可以分為兩個(gè)環(huán)節(jié)，第一個(gè)環(huán)節(jié)是數(shù)據(jù)讀取或結(jié)果存儲(chǔ)環(huán)節(jié)，這個(gè)環(huán)節(jié)指紋匹配單元組i需要與多請(qǐng)求控制器進(jìn)行信號(hào)交互，T個(gè)指紋匹配單元組串行完成；第二個(gè)環(huán)節(jié)是匹配計(jì)算環(huán)節(jié)，這個(gè)環(huán)節(jié)中指紋匹配單元組i獨(dú)立進(jìn)行，T個(gè)指紋匹配單元組并行執(zhí)行。
[0052]指紋匹配單元組i從開始鍵接收開始信號(hào)，根據(jù)開始信號(hào)，指紋匹配單元組i向多請(qǐng)求控制器發(fā)送讀請(qǐng)求使能信號(hào)i，等待多請(qǐng)求控制器發(fā)送讀請(qǐng)求響應(yīng)信號(hào)i，此時(shí)T個(gè)指紋匹配單元組競(jìng)爭(zhēng)多請(qǐng)求控制器。多請(qǐng)求控制器接收到T個(gè)讀請(qǐng)求使能信號(hào)后，根據(jù)仲裁原則選擇指紋匹配單元組j(j是T個(gè)中的一個(gè))作為當(dāng)前占用多請(qǐng)求控制器的指紋匹配單元組，并向指紋匹配單元組j發(fā)送讀請(qǐng)求響應(yīng)信號(hào)j。指紋匹配單元組j接收到讀請(qǐng)求響應(yīng)信號(hào)j后，向多請(qǐng)求控制器發(fā)送讀請(qǐng)求地址j及讀請(qǐng)求使能信號(hào)j，等待多請(qǐng)求控制器發(fā)送讀請(qǐng)求返回?cái)?shù)據(jù)。指紋匹配單元組i(0 < i < T-1, i.φ j)處于等待多請(qǐng)求控制器的狀態(tài)，并持續(xù)向多請(qǐng)求控制器發(fā)送讀請(qǐng)求使能信號(hào)i，直至多請(qǐng)求控制器接收并發(fā)送回讀請(qǐng)求響應(yīng)信號(hào)i。
[0053]指紋匹配單元組i (O < i < T-1)在獲取待查詢指紋及模板指紋后，開始進(jìn)行匹配計(jì)算，在進(jìn)行匹配計(jì)算時(shí)，T個(gè)指紋匹配單元組并行執(zhí)行。
[0054]指紋匹配單元組i完成匹配計(jì)算并得到匹配結(jié)果后，向多請(qǐng)求控制器發(fā)送寫請(qǐng)求使能信號(hào)i。如果此時(shí)沒有指紋匹配單元組占用多請(qǐng)求控制器，多請(qǐng)求控制器把指紋匹配單元組i作為當(dāng)前占用多請(qǐng)求控制器的指紋匹配單元組，并向指紋匹配單元組i發(fā)送寫請(qǐng)求響應(yīng)信號(hào)i。指紋匹配單元組i在接收到寫請(qǐng)求響應(yīng)信號(hào)i后，向多請(qǐng)求控制器發(fā)送寫請(qǐng)求數(shù)據(jù)i (即指紋匹配單元組i得到的匹配結(jié)果)及讀請(qǐng)求使能信號(hào)i，占用多請(qǐng)求控制器獲取下次匹配所需的模板指紋數(shù)據(jù)。
[0055]在完成所有的匹配計(jì)算后，指紋匹配單元組i向結(jié)果競(jìng)選部件發(fā)送單元組停止標(biāo)志i，每個(gè)指紋匹配單元組發(fā)送單元組停止標(biāo)志時(shí)，并沒有順序關(guān)系。
[0056]多請(qǐng)求控制器與T個(gè)指紋匹配單元組、訪存輸入選擇器相連。多請(qǐng)求控制器同時(shí)從T個(gè)指紋匹配單元組獲取T個(gè)讀(或者寫)請(qǐng)求使能信號(hào)(即讀(或者寫)請(qǐng)求使能信號(hào)O?讀(或者寫)請(qǐng)求使能信號(hào)T-1)，根據(jù)仲裁規(guī)則進(jìn)行仲裁，選擇指紋匹配單元組j作為當(dāng)前占用多請(qǐng)求控制器的指紋匹配單元組，然后多請(qǐng)求控制器只接收指紋匹配單元組j發(fā)送的信號(hào)，并且只向指紋匹配單元組j發(fā)送信號(hào)，其他指紋匹配單元組處于等待狀態(tài)。如果多請(qǐng)求控制器接收的是讀請(qǐng)求使能信號(hào)j，則多請(qǐng)求控制器在接收讀請(qǐng)求使能j后，產(chǎn)生讀請(qǐng)求響應(yīng)信號(hào)j，并將讀請(qǐng)求響應(yīng)信號(hào)j發(fā)送給指紋匹配單元組j。多請(qǐng)求控制器在接收指紋匹配單元組發(fā)送的讀請(qǐng)求地址后，向訪存輸入選擇器發(fā)送訪存使能信號(hào)、訪存請(qǐng)求命令信號(hào)及訪存地址，訪存地址等于讀請(qǐng)求地址。多請(qǐng)求控制器從訪存輸入選擇器接收讀請(qǐng)求返回?cái)?shù)據(jù)及讀請(qǐng)求數(shù)據(jù)有效信號(hào)，先存入緩沖區(qū)，緩沖區(qū)的讀使能有效時(shí)，從緩沖區(qū)讀出，得到讀請(qǐng)求返回?cái)?shù)據(jù)j及讀請(qǐng)求數(shù)據(jù)有效信號(hào)j，并將讀請(qǐng)求返回?cái)?shù)據(jù)j及讀請(qǐng)求數(shù)據(jù)有效信號(hào)j發(fā)送給指紋匹配單元組j。如果多請(qǐng)求控制器接收的是寫請(qǐng)求使能信號(hào)j，則多請(qǐng)求控制器在接收到寫請(qǐng)求使能信號(hào)j后，產(chǎn)生寫請(qǐng)求響應(yīng)信號(hào)j，發(fā)送給指紋匹配單元組j;然后多請(qǐng)求控制器接收指紋匹配單元組j發(fā)送的寫請(qǐng)求地址j及寫請(qǐng)求數(shù)據(jù)j，將寫請(qǐng)求地址j和寫請(qǐng)求數(shù)據(jù)j先存入緩沖區(qū)，當(dāng)緩沖區(qū)的使能有效時(shí)從緩沖區(qū)讀出，作為訪存請(qǐng)求地址及寫請(qǐng)求數(shù)據(jù)和寫請(qǐng)求使能信號(hào)及訪存命令信號(hào)一起發(fā)送給訪存輸入選擇器。
[0057]訪存輸入選擇器是一個(gè)二選一選擇器，與多請(qǐng)求控制器、存儲(chǔ)器及結(jié)果競(jìng)選部件相連，結(jié)果競(jìng)選部件發(fā)送的第一控制信號(hào)無(wú)效時(shí)，訪存輸入選擇器接收多請(qǐng)求控制器發(fā)送的訪存請(qǐng)求，并發(fā)送給存儲(chǔ)器，在接收到存儲(chǔ)器發(fā)送的數(shù)據(jù)時(shí)，訪存輸入選擇器將數(shù)據(jù)發(fā)送給多請(qǐng)求控制器；在結(jié)果競(jìng)選部件發(fā)送的第一控制信號(hào)有效時(shí)，訪存輸入選擇器接收結(jié)果競(jìng)選部件發(fā)送的訪存請(qǐng)求，并發(fā)送給存儲(chǔ)器，在接收到存儲(chǔ)器發(fā)送的數(shù)據(jù)時(shí)，訪存輸入選擇器將數(shù)據(jù)發(fā)送給結(jié)果競(jìng)選部件。
[0058]結(jié)果競(jìng)選部件與T個(gè)指紋匹配單元組、訪存輸入選擇器及指示燈相連，根據(jù)匹配結(jié)果選擇出模板指紋庫(kù)中與待查詢結(jié)果匹配程度最高的指紋。從指紋匹配單元組i接收單元組停止信號(hào)i，在接收到單元組停止標(biāo)志O?單元組停止標(biāo)志T-1后，結(jié)果競(jìng)選部件向訪存輸入選擇器發(fā)送第一控制信號(hào)，同時(shí)向訪存輸入選擇器發(fā)送訪存使能信號(hào)、訪存請(qǐng)求命令信號(hào)、訪存請(qǐng)求地址，等待從訪存輸入選擇器接收讀請(qǐng)求返回?cái)?shù)據(jù)及讀請(qǐng)求數(shù)據(jù)有效信號(hào)，此時(shí)接收到的讀請(qǐng)求返回?cái)?shù)據(jù)是匹配結(jié)果的初始地址和競(jìng)選結(jié)果的存儲(chǔ)地址，將匹配結(jié)果的初始