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2007年,成都方程式电子有限公司领先生物识别同行,率先研发出了世界首款纯硬件单芯片指纹安全处理器。这款被命名为“FSC7001”的指纹安全处理器的问世,标志着中国在指纹高端技术研发方面,走出了成功而领先的一步。对于正处于发展瓶颈阶段的指纹锁市场,方程式的出现也将成为指纹锁产业突围的决定性力量。 打破技术瓶颈
FSC7001指纹安全处理器是在生物特征身份认证技术背景下,建立了嵌入式指纹识别算法、AES高速硬件加解密技术及高性能MCU,适用于与前端各种先进指纹传感器配套使用。
方程式FSC7001芯片是目前唯一采用纯硬件单芯片的解决方案,作为一款专用超大规模集成电路,它具有高效率、低能耗、低成本、低软件开发难度等特性。
FSC7001的出现,彻底避免了传统指纹识别方案采用的软件方式在PC主机CPU运行,或软件在嵌入式平台运行等通用解决方案的种种缺陷,消除了传统指纹识别受操作系统所限的影响,既建立了稳固的系统架构,也实现了强大的功能单元,成为系列ASIC指纹处理芯片的奠基产品。
重构产业格局
FSC7001指纹安全处理器芯片,集指纹纯硬件处理及安全加解密于一体,填补了世界指纹安全识别领域纯硬件单芯片解决方案的空白,这就意味着:过去需要通过软硬件结合的方式来实现的指纹安全识别功能,现在只需要通过一颗芯片就可以实现。这一项革命性的技术突破,将以其巨大的创新颠覆力,彻底改变指纹识别产业链结构。
机械锁制造商无需投入大量的人力、物力和财力研发指纹识别技术和设计指纹锁模块,只需在充分利用现有生产制造设备的基础上,通过大批量采购现成的指纹锁模块,即可实现组装生产,将指纹锁成品快速推向市场,展开销售,赢取利润。
方程式指纹安全处理器彻底将指纹锁这一高科技产业推向组装型产业,极大地降低应用产品的开发难度,必将吸引更多的厂家进入指纹锁领域,促进产业的规模化发展。
成熟的工业化解决方案
在FSC7001问世之前,指纹锁所采用的技术方案通常是使用通用DSP芯片作为指纹识别认证软件运行平台,加上SRAM(Static Random Access Memory,静态随机内存)、FLASH(非易失存储器)、以及配上前端不同的指纹采集器(sensor),系统控制用的MCU单片机,构成指纹模块,以采集指纹,实现身份认证,并控制操作锁开关(当然也有用ARM类芯片做硬件运行平台的,实质上与用DSP差不多)。我们称之为FINY方案(Finchos Inside Not Yet,尚未采用方程式方案)。
而基于FSC7001的指纹锁技术方案则是采用FSC7001核心芯片,加上FLASH和sensor,既具有完整功能,由使得整个方案更为简洁,体现出完美的性价比。我们称之为FINCHOS Inside方案。
FINCHOS Inside和FINY代表的正是当前指纹锁两种典型的技术路线。一直以来,FINY方案形成指纹锁应用的主流,甚至人们从未设想还有第二条道路可走,FINCHOS Inside成熟的工业化解决方案的出现必然迅速取代FINY方案成为指纹锁技术的主流。
严谨的技术整合机制
对于FINCHOS Inside方案,由于ASIC芯片高昂的开发成本,导致必须采取最大的努力进行严格充分的基础算法优化,尽可能地整合已经基本稳定了的阶段性算法研究成果,拒绝未经严谨验证的技术方法,这样设计出的产品虽然并不一定反映了所有自我标榜的所谓前沿技术,但更符合产业化对技术成熟度总体需求,同时定期推出的后续新型号芯片,也会不断融汇成熟的新技术成果,从而保持着持续的硬件升级。
对比FINY方案,受各个应用项目中开发人员实际技术水平和沟通能力等各种因素的影响,在不同的应用场合、应用条件下,需要进行大量低水平、重复性的算法调整,以适应不同的软硬件协同需求,这带来严重的系统可靠性问题。
定制化的指纹处理功能
FINCHOS 的FSC7001根据指纹目标应用的计算、访存和I/O特征,创新性地提出了指纹识别的单SoC芯片的解决方案,重新确立了安全处理器的体系结构。利用专用超大规模集成电路的高效、低能耗、低成本、低软件开发难度等特性,使用RTL语言直接搭建与指纹应用的并行性特征相匹配的指纹处理单元,从而达到高性能和高效率。这种设计思路,使FSC7001作为指纹识别处理专用集成电路,实现了更强大的计算能力和密度,能在单片系统上以较低的硬件复杂度解决指纹应用开发中包含的指令级并行性、数据级并行性和线程级并行性等技术难题, 能够针对应用中固有的并行性特征动态配置,是大幅度提高计算系统性能、降低功耗和设计复杂性的有效方法。
对比FINY方案,所用的DSP芯片实际均是通用芯片的架构,指纹识别处理以软件方式运行。与真正的ASIC芯片比较,静态功耗和尺寸限制就是这类通用芯片的问题,因为可编程的芯片需要更多晶体管来执行ASIC芯片所含同样的逻辑功能,接口和内部功能单元也和指纹应用的实际需求不配套,这直接带来的影响就是成本增加。
严密的知识产权保护体系
对于FINCHOS Inside方案,由于FSC7001采用了0.18μm先进的加工工艺,试图对它进行逆向工程基本无法得逞,与代工厂和其它合作伙伴明确的法律制约关系和商业利益保证也基本杜绝了技术泄露的可能性,同时方程式公司极端重视知识产权保护,目前已经围绕指纹安全处理芯片形成了严密的专利群保护。
对比FINY方案:软件代码方式在通用芯片上运行致使知识产权保护脆弱,容易进行逆向工程破解源代码,缺乏核心专利保护。
成本规模效应带来的爆发式增长
FSC7001作为国内指纹产业第一款ASIC产品,其最大的特点在于开发必须做到“首次肯定正确”,因此围绕这一任务产生的NRE(非重复性工程设计)和开发成本非常高昂。但是一旦大量生产,其ROI(return on investment,投资回报率)将迅速改善,几乎真得可以印证那句稍显夸张的名言“芯片的成本将像沙子一样”。成本随着产销量迅速摊消,可以给采用FSC7001数量大的客户以长期成本优势保证。而成本的不断降低意味着产品价格即将突破起量临界点,从而引发产业规模的爆发式增长。
由战略眼光构建的产品和商业模式,在形成一个技术体系之后,就很难被复制或者超越。方程式的出现,必然成为产业发展的超级引擎,推动中国指纹锁市场飞速发展。
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