生物信号输入装置、具有该装置的计算机系统及其控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种生物信号输入装置、具有生物信号输入装置的计算机系统及其控制方法。所述生物信号输入装置连接至一计算机设备的ＢＩＯＳ芯片以执行ＢＩＯＳ开机程序控锁；计算机设备使用ＵＳＢ接口与此控锁装置的ＵＳＢ控制器沟通，并执行硬件检测及初始化动作而认定此装置为一ＵＳＢ开机硬盘。然后计算机设备安装执行此控锁装置的存储器中的个人化操作系统及生物辨识应用程序，并激活生物传感器以读取使用者的生物数据，以将一待辨识生物数据及预先储存于控锁装置的存储器内的模板生物数据传送至计算机设备的主存储器，由计算机设备的ＣＰＵ对二者进行对比，并于对比成功后允许ＣＰＵ加载计算机设备的主储存装置中的操作系统以完成开机程序。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种生物信号输入装置、具有生物信号输入装置的计算机系统及其控制方法。
技术介绍
本专利技术关联到本案其中一个专利技术人的下述专利申请台湾专利技术专利申请案号093128575，申请日为2004年9月21日，专利技术名称为「具BIOS控锁装置之计算机系统及其控制方法」。传统上，计算机系统的身分确认与保护都是利用密码，然而，使用密码来保护，不但具有使用者容易忘记密码的麻烦，更有着密码遭人破解的危险性。因此，加入生物特征辨识装置以取代密码的输入便成为一项重要的技术，通常基于使用的方便性及技术的成熟度，指纹辨识装置是最常被采用的。现有技术中，整合指纹辨识装置作为计算机的基本输入输出系统BIOS(Basic Input/Output System)控锁的方法，最主要的技术开发受限于商用BIOS芯片的规格，例如计算机中BIOS芯片(ROM)的储存空间，扣除必须的程序代码后，就没有足够的储存空间(ROM)用于作为储存指纹辨识程序及指纹特征文件的储存空间，例如较严谨的特征点指纹辨识程序，至少需要约200Kbytes(千字节)的空间，因此如果要单纯的直接将指纹传感器与BIOS芯片连结(采用计算机的CPU作为运算)，并且使用BIOS芯片作为存放指纹辨识程序及运算时的标的，在现有的计算机商用BIOS芯片规格是相当困难的。另外，BIOS芯片所能提供的工作存储器(RAM)也有限，无法放置指纹图像及其后续处理需要的内存空间需求，特别是滑动式的指纹感测芯片，其每一片段图像都有相当程度的重叠，因此需要更大的缓冲(buffer)空间暂存数百张的片段图像(至少需要300KByte)，后续的处理也需要加大内存空间，因此要在BIOS芯片进行指纹辨识是相当困难的。解决的方法可以是提供一独立指纹辨识装置(即指纹撷取及辨识都是在同一装置内执行)，排除上述利用BIOS芯片作为存放指纹辨识程序及运算时的标的(采用计算机的CPU作为运算)。然而，这种独立指纹辨识装置的价格昂贵。例如，除了指纹传感器外，影像处理及辨识模块需要高阶的微处理器，例如32位(bits)的精简指令集计算机RISC(Reduced Instruction-set Computer)处理器或DSP芯片，再加上储存辨识程序的只读存储器(ROM)及运算所需的随机存取存储器(RAM)，使得这一种独立辨识装置相当昂贵而不易推广于计算机系统BIOS控锁的使用。为解决上述成本高的问题，本案专利技术人于「具BIOS控锁装置之计算机系统及其控制方法」申请案中揭示了一种利用USB控制器分别连接至一生物传感器(特别是指纹传感器)以及一存放软件(包含生物辨识应用程序)的存储器，计算机的BIOS芯片可以将此装置视为一开机的磁盘，例如开机的A碟，并激活指纹应用程序以完成指纹认证的程序。这套方法的机制完全不同于上述现有技术利用独立指纹辨识装置作为BIOS开机的控管，但有更为低廉的价格，相当利于推广。延续上述专利技术，本案提供一种能更有效作开机控管以及具有更多样化应用的生物信号输入装置、具有生物信号输入装置的计算机系统及其控制方法。
技术实现思路
为此，本专利技术的目的在于提供一种生物信号输入装置、具有生物信号输入装置的计算机系统及其控制方法，利用指纹认证作为计算机系统BIOS开机的权限的控管，用以保护计算机系统数据的安全。本专利技术的另一目的在于提供一种不需内建独立辨识处理器的低成本的生物信号输入装置，该控锁装置可以不需要更改计算机系统的任何硬件装置，只需连结于计算机系统中，加载BIOS芯片的程序代码，由计算机的CPU执行指纹认证，作为计算机系统BIOS开机的权限控管。本专利技术的又一目的在于通过内建一体积小、大容量及低单价的串行埠式存储器，可以不需将应用程序及个人的指纹生物数据置入BIOS中，如此BIOS可不需作大幅变动，只需优先控制本装置即可；且使用串行埠式存储器可缩减USB控制器的接脚数及体积，进而大幅缩小装置的体积。本专利技术的又一目的在于提供一种不需另外安装驱动程序的BIOS控锁装置，其将生物传感器视为一独立存储器，BIOS只需控制本装置即可，可容易与BIOS整合。本专利技术又一目的在于提供一种不受操作系统影响的具有BIOS控锁装置的计算机系统及其控制方法。为达到上述目的，本专利技术提供一种生物信号输入装置，其连接至一计算机设备，所述计算机设备包括一中央处理器(CPU)、一主存储器、一BIOS芯片、一主储存装置、一使用者接口及一USB接口，所述生物信号输入装置通过所述USB接口连接至所述计算机设备；所述生物信号输入装置包括一USB控制器，连接至所述USB接口；一生物传感器，连接至所述USB控制器；一程序存储器，连接至所述USB控制器；当所述计算机设备开机时，利用所述BIOS芯片中的一组程序代码以执行一硬件检测及初始化动作，以检测及初始化所述CPU、主存储器、使用者接口及USB接口；然后所述BIOS芯片检测到被设计为一USB开机硬盘的所述生物信号输入装置，暂停所述硬件检测及初始化动作，并使得存放于所述程序存储器的一个人化开机操作系统自动被下载至所述计算机设备内执行，以建立一个人化的操作系统环境；所述CPU于所述个人化的操作系统环境下自动激活储存于所述生物信号输入装置中的一生物辨识应用程序，以提供一人机接口来引导一使用者使用所述生物传感器，以进行一生物数据登录动作或一生物数据对比动作； 于所述生物数据登录动作中，所述人机接口引导一授权使用者进行登录，所述USB控制器控制所述生物传感器感测所述授权使用者的一授权生物数据，且所述CPU从所述USB控制器读取所述授权生物数据并处理成一模板生物数据储存于所述程序存储器中；于所述生物数据对比动作中，所述人机接口引导一待辨识使用者进行认证，所述USB控制器控制所述生物传感器感测所述待辨识使用者的一待辨识生物数据，且所述CPU从所述USB控制器读取并处理所述待辨识生物数据，并对比处理过的所述待辨识生物数据与储存于所述程序存储器中的所述模板生物数据是否实质上相符，当在实质上相符时，继续完成所述硬件检测及初始化动作，以检测及初始化所述主储存装置，并使储存于所述主储存装置的一主开机操作系统被加载至所述CPU执行，以完成一开机动作。所述程序存储器为一NOR型存储器或一NAND型存储器。所述程序存储器包括一公用区块，用于储存所述个人化开机操作系统及所述生物辨识应用程序；一私密区块，用于储存一个人身份数据及所述模板生物数据。所述公用区块还用于储存一加解密应用程序，所述私密区块还用于储存一加解密金钥，所述中央处理器CPU加载所述加解密应用程序及加解密金钥对所述个人身份数据予以加解密。所述生物传感器为一指纹传感器、一声纹传感器、一虹膜传感器或一脸型传感器。于所述生物数据登录动作中，所述模板生物数据被储存于所述主储存装置中以供备份用。所述人机接口显示于所述计算机设备的一使用者接口上。所述人机接口以声音、文字或图片显示的方式引导所述使用者使用所述生物传感器。当所述生物辨识应用程序检测到所述程序存储器没有所述模板生物数据时，所述人机接口引导所述使用者选择是否进行所述生物数据登录动作。于所述开机动作完成后，所述生物信号输入装置于所述主开机操作系统下作为一生物信号读取器将一生物信号输入至所述计算机设备中。本专利技术还提供本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生物信号输入装置，其特征在于，连接至一计算机设备，所述计算机设备包括一中央处理器ＣＰＵ、一主存储器、一基本输入输出系统ＢＩＯＳ芯片、一主储存装置、一使用者接口及一通用序列总线ＵＳＢ接口，该生物信号输入装置通过所述通用序列总线ＵＳＢ接口连接至所述计算机设备，所述生物信号输入装置包括：一ＵＳＢ控制器，连接至所述ＵＳＢ接口；一生物传感器，连接至所述ＵＳＢ控制器；一程序存储器，连接至所述ＵＳＢ控制器，其中：当所述计算机设备开机时，利用所述ＢＩＯＳ芯 片中的一组程序代码来执行一硬件检测及初始化动作，以检测及初始化所述中央处理器ＣＰＵ、主存储器、使用者接口及ＵＳＢ接口；所述ＢＩＯＳ芯片检测到被设计为一ＵＳＢ开机硬盘的所述生物信号输入装置，暂停所述硬件检测及初始化动作，并使得存放于所 述程序存储器的一个人化开机操作系统自动被下载至所述计算机设备内执行，以建立一个人化的操作系统环境；所述中央处理器ＣＰＵ于所述个人化的操作系统环境下自动激活储存于所述生物信号输入装置中的一生物辨识应用程序，用以提供一人机接口来引导一使 用者使用所述生物传感器，以进行一生物数据登录动作或一生物数据对比动作；于所述生物数据登录动作中，所述人机接口引导一授权使用者进行登录，所述ＵＳＢ控制器控制所述生物传感器感测所述授权使用者的一授权生物数据，且所述中央处理器ＣＰＵ从所述 ＵＳＢ控制器读取所述授权生物数据并处理成一模板生物数据储存于所述程序存储器中；于所述生物数据对比动作中，所述人机接口引导一待辨识使用者进行认证，所述ＵＳＢ控制器控制所述生物传感器感测所述待辨识使用者的一待辨识生物数据，且所述中央处理 器ＣＰＵ从所述ＵＳＢ控制器读取并处理所述待辨识生物数据，并对比处理过的所述待辨识生物数据与储存于所述程序存储器中的所述模板生物数据是否实质上相符，当实质上相符时，继续完成所述硬件检测及初始化动作，以检测及初始化所述主储存装置，并使储存于所述主储存装置的一主开机操作系统被加载到所述中央处理器ＣＰＵ执行，以完成一开机动作。...

【技术特征摘要】
1.一种生物信号输入装置，其特征在于，连接至一计算机设备，所述计算机设备包括一中央处理器CPU、一主存储器、一基本输入输出系统BIOS芯片、一主储存装置、一使用者接口及一通用序列总线USB接口，该生物信号输入装置通过所述通用序列总线USB接口连接至所述计算机设备，所述生物信号输入装置包括一USB控制器，连接至所述USB接口；一生物传感器，连接至所述USB控制器；一程序存储器，连接至所述USB控制器，其中当所述计算机设备开机时，利用所述BIOS芯片中的一组程序代码来执行一硬件检测及初始化动作，以检测及初始化所述中央处理器CPU、主存储器、使用者接口及USB接口；所述BIOS芯片检测到被设计为一USB开机硬盘的所述生物信号输入装置，暂停所述硬件检测及初始化动作，并使得存放于所述程序存储器的一个人化开机操作系统自动被下载至所述计算机设备内执行，以建立一个人化的操作系统环境；所述中央处理器CPU于所述个人化的操作系统环境下自动激活储存于所述生物信号输入装置中的一生物辨识应用程序，用以提供一人机接口来引导一使用者使用所述生物传感器，以进行一生物数据登录动作或一生物数据对比动作；于所述生物数据登录动作中，所述人机接口引导一授权使用者进行登录，所述USB控制器控制所述生物传感器感测所述授权使用者的一授权生物数据，且所述中央处理器CPU从所述USB控制器读取所述授权生物数据并处理成一模板生物数据储存于所述程序存储器中；于所述生物数据对比动作中，所述人机接口引导一待辨识使用者进行认证，所述USB控制器控制所述生物传感器感测所述待辨识使用者的一待辨识生物数据，且所述中央处理器CPU从所述USB控制器读取并处理所述待辨识生物数据，并对比处理过的所述待辨识生物数据与储存于所述程序存储器中的所述模板生物数据是否实质上相符，当实质上相符时，继续完成所述硬件检测及初始化动作，以检测及初始化所述主储存装置，并使储存于所述主储存装置的一主开机操作系统被加载到所述中央处理器CPU执行，以完成一开机动作。2.根据权利要求1所述的生物信号输入装置，其特征在于，所述程序存储器为一NOR型存储器或一NAND型存储器。3.根据权利要求1所述的生物信号输入装置，其特征在于，所述程序存储器包括一公用区块，用于储存所述个人化开机操作系统及所述生物辨识应用程序；一私密区块，用于储存一个人身份数据及所述模板生物数据。4.根据权利要求3所述的生物信号输入装置，其特征在于，所述公用区块还用于储存一加解密应用程序，所述私密区块还用于储存一加解密金钥，所述中央处理器CPU加载所述加解密应用程序及加解密金钥对所述个人身份数据予以加解密。5.根据权利要求1所述的生物信号输入装置，其特征在于，所述生物传感器为一指纹传感器、一声纹传感器、一虹膜传感器或一脸型传感器。6.根据权利要求1所述的生物信号输入装置，其特征在于，于所述生物数据登录动作中，所述模板生物数据被储存于所述主储存装置中以供备份用。7.根据权利要求1所述的生物信号输入装置，其特征在于，所述人机接口显示于所述计算机设备的一使用者接口上。8.根据权利要求1所述的生物信号输入装置，其特征在于，所述人机接口以声音、文字或图片显示的方式引导所述使用者使用所述生物传感器。9.根据权利要求1所述的生物信号输入装置，其特征在于，当所述生物辨识应用程序检测到所述程序存储器没有所述模板生物数据时，所述人机接口引导所述使用者选择是否进行所述生物数据登录动作。10.根据权利要求1所述的生物信号输入装置，其特征在于，于所述开机动作完成后，所述生物信号输入装置于所述主开机操作系统下作为一生物信号读取器，将一生物信号输入至所述计算机设备中。11.一种具有生物信号输入装置的计算机系统，其特征在于，包括一计算机设备，包括一中央处理器CPU、一主存储器、一基本输入输出系统BIOS芯片、一主储存装置、一使用者接口及一通用序列总线USB接口；一生物信号输入装置，通过所述USB接口连接至所述计算机设备，该生物信号输入装置包括一USB控制器，连接至所述USB接口；一生物传感器，连接至所述USB控制器；一程序存储器，连接至所述USB控制器，其中当所述计算机设备开机时，利用所述BIOS芯片中的一组程序代码来执行一硬件检测及初始化动作，以检测及初始化所述中央处理器CPU、主存储器、使用者接口及USB接口；所述BIOS芯片检测到被设计为一USB开机硬盘的所述生物信号输入装置，暂停所述硬件检测及初始化动作，并使得存放于所述程序存储器的一个人化开机操作系统自动被下载至所述计算机设备内执行，以建立一个人化的操作系统环境；所述中央处理器CPU于所述个人化的操作系统环境下自动激活储存于所述生物信号输入装置中的一生物辨识应用程序，以提供一人机接口来引导一使用者使用所述生物传感器，以进行一生物数据登录动作或一生物数据对比动作；于所述生物数据登录动作中，所述人机接口引导一授权使用者进行登录，所述USB控制器控制所述生物传感器感测所述授权使用者的一授权生物数据，且所述中央处理器CPU从所述USB控制器读取所述授权生物数据并处理成一模板生物数据储存于所述程序存储器中；于所述生物数据对比动作中，所述人机接口引导一待辨识使用者进行认证，所述USB控制器控制所述生物传感器感测所述待辨识使用者的一待辨识生物数据，且所述中央处理器CPU从所述USB控制器读取并处理所述待辨识生物数据，并对比处理过的所述待辨识生物数据与储存于所述程序存储器中的所述模板生物数据是否实质上相符，当实质上相符时，继续完成所述硬件检测及初始化动作，以检测及初始化所述主储存装置，并使储存于所述主储存装置的一主开机操作系统被加载到所述中央处理器CPU执行，以完成一开机动作。12.根据权利要求11所述的具有生物信号输入装置的计算机系统，其特征在于，所述程序存储器为一NOR型存储器或一NAND型存储器。13.根据权利要求11所述的具有生物信号输入装置的计算机系统，其特征在于，所述程序存储器包括一公用区块，用于储存所述个人化开机操作系统及所述生物辨识应用程序；一私密区块，用于储存一个人身份数据及所述模板生物数据。14.根据权利要求13所述的具有生物信号输入装置的计算机...

【专利技术属性】
技术研发人员：周正三，张哲玮，
申请(专利权)人：祥群科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]