生物信息学双序列比对算法加速器设计与实现

摘要：

双序列比对算法是进行生物信息学研究的基础算法.在FPGA上实现大规模脉动式阵列对双序列比对算法进行加速能够大幅度提高比对的效率.然而现有的设计方法在比对序列长度较短的情况下,处理单元利用率很低;在序列的长度较大时,需要占用大量的片内存储资源.通过将两条序列同时送入阵列进行比对减少比对时间.将比对数据送入外部存储器,优化比对过程中的数据存储调度,有效降低了对片内存储器的需求.以Smith-Waterman算法为例进行了实现验征,结果表明本设计在性能上优于传统设计.与Pentium4 2.60 GHz通用微处理器计算机相比,使用加速器对长度为65.536的序列进行比对可获得1555倍的加速比.

关键词：双序列比对、现场可编程门阵列、硬件加速、脉动式阵列、Smith-Waterman算法

所属期刊栏目：2

分类号：TP302(计算技术、计算机技术)

资助基金：国家高技术研究发展计划863计划2007AA012106

在线出版日期：2008-11-26（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：519-528