Smith-Waterman算法硬件加速的研究与实现
| 摘要 | 第5-6页 |
| abstract | 第6页 |
| 第一章 绪论 | 第10-14页 |
| 1.1 研究背景 | 第10-11页 |
| 1.2 国内外研究现状 | 第11-12页 |
| 1.3 研究意义 | 第12页 |
| 1.4 论文主要工作和组织安排 | 第12-14页 |
| 第二章 生物信息计算 | 第14-29页 |
| 2.1 生物信息学介绍 | 第14-17页 |
| 2.1.1 简介 | 第14页 |
| 2.1.2 细胞、氨基酸和蛋白质 | 第14页 |
| 2.1.3 染色体和DNA | 第14-15页 |
| 2.1.4 基因表达遗传与变异 | 第15-17页 |
| 2.1.5 人类基因组计划 | 第17页 |
| 2.2 序列比对的基本方法 | 第17-25页 |
| 2.2.1 序列的相似性 | 第17-18页 |
| 2.2.2 全局比对和局部比对 | 第18-19页 |
| 2.2.3 双序列比对 | 第19-24页 |
| 2.2.4 多序列比对 | 第24-25页 |
| 2.3 DNA测序 | 第25-27页 |
| 2.3.1 NGS流程 | 第25-26页 |
| 2.3.2 测序花费 | 第26-27页 |
| 2.4 生物信息学计算工具 | 第27-28页 |
| 2.4.1 计算平台 | 第27页 |
| 2.4.2 数据库 | 第27页 |
| 2.4.3 软件工具 | 第27-28页 |
| 2.5 本章小结 | 第28-29页 |
| 第三章 算法提取与研究 | 第29-46页 |
| 3.1 BWA简介 | 第29页 |
| 3.2 BWT和FM-INDEX | 第29-33页 |
| 3.2.1 BWT | 第29-30页 |
| 3.2.2 FM-index | 第30-33页 |
| 3.3 BWA-MEM解构 | 第33-37页 |
| 3.3.1 SMEM seeding | 第33-35页 |
| 3.3.2 Seed extension | 第35-37页 |
| 3.3.3 结果输出 | 第37页 |
| 3.4 BWA-MEM分析 | 第37-39页 |
| 3.5 算法计算特征分析 | 第39-40页 |
| 3.6 算法硬件化分析 | 第40-45页 |
| 3.6.1 算法并行化 | 第41-42页 |
| 3.6.2 矩阵删减与分块策略 | 第42-44页 |
| 3.6.3 矩阵回溯策略 | 第44-45页 |
| 3.7 本章小结 | 第45-46页 |
| 第四章 算法加速方案设计 | 第46-64页 |
| 4.1 硬件平台 | 第46-47页 |
| 4.2 算法硬件核设计 | 第47-63页 |
| 4.2.1 整体框图 | 第48-50页 |
| 4.2.2 PE阵列控制器 | 第50-52页 |
| 4.2.3 序列对齐模块 | 第52-53页 |
| 4.2.4 参数生成模块 | 第53-55页 |
| 4.2.5 序列补给模块 | 第55-56页 |
| 4.2.6 PE阵列 | 第56-60页 |
| 4.2.7 回溯模块 | 第60-63页 |
| 4.3 本章小结 | 第63-64页 |
| 第五章 设计仿真与验证 | 第64-75页 |
| 5.1 仿真平台与验证工具 | 第64页 |
| 5.2 验证电路 | 第64-65页 |
| 5.3 系统关键模块验证 | 第65-68页 |
| 5.3.1 PE工作控制信号仿真验证 | 第65-66页 |
| 5.3.2 PE计算数据正确性仿真验证 | 第66-67页 |
| 5.3.3 回溯结果正确性仿真 | 第67-68页 |
| 5.4 系统功能验证 | 第68-72页 |
| 5.5 加速效果对比 | 第72-74页 |
| 5.6 本章小结 | 第74-75页 |
| 第六章 总结和展望 | 第75-77页 |
| 6.1 总结 | 第75页 |
| 6.2 不足与展望 | 第75-77页 |
| 致谢 | 第77-78页 |
| 参考文献 | 第78-80页 |
| 攻读硕士学位期间取得的成果 | 第80-81页 |
