Akcelerace algoritmů pro porovnání biologických sekvencí s využitím FPGA

Abstract

Táto práca sa zaoberá implementáciou hardwarového zariadenia, ktoré porovnáva biologické sekvencie. Pri porovnávaní využíva algoritmy Smith-Waterman a Needleman-Wunsch. Zariadenie slúži ako akcelerátor bioinformatických algoritmov na vyššej úrovni. Príkladom využitia može byť analýza ľudského genómu, porovnávanie proteínu s databázou, odhaľovanie dedičných informácií. Dosiahnuté zrýchlenie sa v závislostí na danej úlohe, oproti bežnému PC pohybuje v niekoľkých rádoch.

This work describes implementation of hardware device for approximate string matching of biological sequences. Matchnig is performed using Smith-Waterman and Needleman-Wunsch algorithms. Device can be used as an accelerator for bioinformatics algorithms on higher level. This accelerator can be used for human genome analysis, matching proteins against a database, revealing inheritance information. Depending on task character, the acceleration speed up achieves several orders of magniture in comparison with conventional computers.