| 主权项 |
一种基于粗粒度并行的指纹匹配单元，其特征在于基于粗粒度并行的指纹匹配单元本发明由T个指纹匹配单元组FMEG、多请求控制器、结果竞选部件、访存输入选择器、存储器、指示灯、开始键组成，T个指纹匹配单元组FMEG记为指纹匹配单元组0～指纹匹配单元组T‑1，0<T≤16；多请求控制器与T个指纹匹配单元组、访存输入选择器相连，对T个指纹匹配单元组的访存请求进行仲裁，将从访存输入选择器接收到的数据分发给T个指纹匹配单元组；指纹匹配单元组i与多请求控制器、结果竞选部件及开始键相连，完成一组指纹与待查询指纹的匹配，0≤i≤T‑1；访存输入选择器是一个二选一选择器，与多请求控制器、存储器及结果竞选部件相连，结果竞选部件发送的第一控制信号无效时，访存输入选择器接收多请求控制器发送的访存请求，并发送给存储器，在接收到存储器发送的数据时，访存输入选择器将数据发送给多请求控制器；在结果竞选部件发送的第一控制信号有效时，访存输入选择器接收结果竞选部件发送的访存请求，并发送给存储器，在接收到存储器发送的数据时，访存输入选择器将数据发送给结果竞选部件；结果竞选部件与T个指纹匹配单元组、访存输入选择器及指示灯相连，根据匹配结果选择出模板指纹库中与待查询结果匹配程度最高的指纹；从指纹匹配单元组i接收单元组停止标志i，在接收到单元组停止标志0～单元组停止标志T‑1后，结果竞选部件开始向访存输入选择器发送访存使能信号、访存请求命令信号、访存请求地址，等待从访存输入选择器接收读请求返回数据及读请求数据有效信号，读请求返回数据包括两类、一类是匹配结果初始地址及输出结果地址，一类是匹配结果；接收到匹配结果后，开始进行仲裁，选出与待查询指纹匹配程度最高的模板指纹；向访存输入选择器发送访存使能信号、访存请求命令信号、访存请求地址、写请求使能信号、写请求数据掩码及写请求数据及选出的匹配结果的地址，同时向指示灯发送有效匹配完成信号；存储器与访存输入选择器相连，存储模板指纹库、待查询指纹、匹配结果及相关参数；开始键与T个指纹匹配单元组相连，启动基于粗粒度并行的指纹匹配单元；指示灯与结果竞选部件相连，指示匹配过程完成；多请求控制器由请求处理单元和物理接口层组成；请求处理单元与T个指纹匹配单元组及物理接口层相连，负责从T个指纹匹配单元组选择一组作为当前占用多请求控制器的指纹匹配单元组，记作指纹匹配单元组j，请求处理单元只处理指纹匹配单元组j的请求，并且只向指纹匹配单元组j发送信号；请求处理单元由仲裁器、输入选择部件、请求响应生成部件、输出选择部件、读使能生成部件以及编号缓冲部件、命令缓冲部件、写请求数据缓冲部件、读回数据缓冲部件四个缓冲部件组成，0≤j≤T‑1；四个缓冲部件是由片上Block RAM构成的先入先出队列FIFO，四个FIFO长度均为Q，Q>2048；请求处理单元从T个指纹匹配单元组接收读请求使能信号或者写请求使能信号，如果接收到的是读请求使能信号，请求处理单元根据仲裁原则选择指纹匹配单元组j作为当前占用多请求控制器的的指纹匹配单元组，其余指纹匹配单元组处于数据访问等待状态，请求处理单元向指纹匹配单元组j发送有效的读请求响应信号j；然后从指纹匹配单元组j接收读请求地址j、新的读请求使能信号j，根据接收到的读请求使能信号j进行仲裁并生成新的读请求响应信号j，用于下一个周期；同时根据读请求使能信号j和读请求地址j生成访存命令，并将访存命令缓冲在读请求处理单元的命令缓冲部件中；当接收到物理接口层发送的FIFO_CMD读使能信号时，请求处理单元向物理接口层发送访存命令、FIFO_CMD非空标志信号、FIFO_CMD有效标志信号；当请求处理单元接到物理接口层发送的读请求返回数据时，将读请求返回数据缓冲在读请求数据缓冲部件中；请求处理单元将读请求返回部件中读取的读请求返回数据j及处理后的读请求有效信号j发送给指纹匹配组j；如果请求处理单元从T个指纹匹配单元组接收到的是写请求使能信号，请求处理单元根据仲裁原则，选择指纹匹配单元组j作为当前占用多请求控制器的指纹匹配单元组，其余指纹匹配单元组处于访存等待状态，请求处理单元向指纹匹配单元组j发送有效的写请求响应信号j；然后从指纹匹配单元组j接收写请求使能信号j、写请求地址j及写请求数据j，根据写请求使能信号j进行仲裁及生成新的写请求响应信号j，同时根据写请求使能信号j和写请求地址j生成访存命令，然后将访存命令及写请求数据缓存在请求处理单元的命令缓冲部件中；请求处理单元接到物理接口层发送的FIFO_CMD读使能信号、FIFO_WDF读使能信号时， 请求处理单元向物理接口层发送访存命令、FIFO_CMD非空标志信号、FIFO_CMD有效标志信号、写请求数据、FIFO_WDF非空标志信号及FIFO_WDF有效标志信号；物理接口层与请求处理单元及访存输入选择器相连，物理接口层由访存信号处理部件、读FIFO_CMD控制信号生成部件和读FIFO_WDF控制信号生成部件组成，物理接口层将从请求处理单元接收到的信号处理后发送给访存输入选择器；将从访存输入选择器接收的信号处理后发送给请求处理单元；物理接口层与请求处理单元、访存输入选择器相连，向请求处理单元发送FIFO_CMD读使能信号，从请求处理单元接收访存命令、FIFO_CMD非空标志信号及FIFO_CMD有效标志信号，向访存输入选择器发送访存使能信号、访存请求命令信号、访存请求地址，并从存储器接收读回数据及读回数据有效信号，在从输入访存选择器接收到读回数据后，向请求处理单元发送读回数据和FIFO_RDF写使能信号；如果访存命令是写请求，则同时接收写请求数据、FIFO_WDF非空标志信号及FIFO_WDF有效标志信号，向访存输入选择器发送访存请求地址、访存请求命令信号、写请求使能信号、写请求数据；指纹匹配单元组i与开始键、多请求控制器及结果竞选部件相连；每个指纹匹配单元组结构完全相同；指纹匹配单元组i由主控制状态机、副控制状态机、读请求生成部件、写请求生成部件、数据接收部件、计算已匹配指纹数部件、数据初始化标志寄存器、工作使能标志寄存器、当前指纹组匹配完成标志寄存器、匹配结果寄存器、单元组停止标志寄存器、K个指纹匹配单元FME组成；不同指纹匹配单元组之间的访存次序依靠多请求控制器调度；指纹匹配单元组与开始键、多请求控制器及结果竞选部件相连，如果从开始键接收的开始信号为1，则启动主控制状态机，生成读请求使能信号i、读请求地址i，向多请求控制器发送读请求使能信号i，等待来自多请求控制器的读请求响应信号i，接收到读请求响应信号i后，如果读请求响应信号i为1，则向多请求控制器发送读请求使能信号i及读请求地址信号i，等待来自多请求控制器的读请求返回数据i及读请求数据有效信号i；在完成一次匹配后，向多请求控制器发送写请求使能信号i，等待多请求控制器的写请求响应信号i；接收写请求响应信号i后，如果写请求响应信号i为1，则向多请求控制器发送写请求使能信号i、写请求地址i及写请求数据i；在指纹匹 配单元组i完成所分配的任务后，指纹匹配单元组i向结果竞选部件发送单元组停止标志i；结果竞选部件由单元组停止标志收集部件、访存处理部件、现存匹配成功细节点数目寄存器、现存模板指纹细节点数目寄存器、现存匹配结果编号寄存器、第一比较器、第二比较器、编号选择器组成；存储器为双倍速率同步动态随机存储器，存储器中存有匹配所需数据，包括待查询指纹、模板指纹库、模板指纹库中模板指纹的个数、匹配结果的存储地址，存储器与访存输入选择器相连。 |
