基于CPU-GPU混合计算平台的RNA二级结构预测算法并行化研究

RNA二级结构预测是生物信息学领域重要的研究方向,基于最小自由能模型的Zuker算法是目前该领域最典型使用最广泛的算法之一。本文基于CPU GPU的混合计算平台实现了对Zuker算法的并行和加速。根据CPU和GPU计算性能的差异,通过合理的任务分配策略,实现二者之间的并行协作计算和处理单元间的负载平衡;针对CPU和GPU的不同硬件特性,对Zuker算法在CPU和GPU上的实现分别采取了不同的并行优化方法,提高了混合加速系统的计算性能。实验结果表明,CPU处理单元在混合系统中承担了14%以上的计算任务,与传统的多核CPU并行方案相比,采用混合并行加速方法可获得15.93的全局加速比;与最优的单纯GPU加速方案相比,可获得16%的性能提升,并且该混合计算方案可用于对其它生物信息学序列分析应用的并行和加速。     

现场可编程门阵列参数化多标准高吞吐率基4 Viterbi译码器

为了同时达到高性能和灵活性的目标,提出一种基于现场可编程门阵列的参数化多标准自适应基4 Viterbi译码器。译码器采用3~9可变约束长度,1/2、1/3可变码率,支持任意截断长度的纠错译码,并采用码字无符号量化、加比选单元设计优化和归一化判断逻辑分离策略优化关键路径设计,提高译码器工作频率。实验结果表明,该译码器能根据用户设定的参数改变结构,在多种通信标准之间实现动态切换;性能达到了541 Mbps,明显优于相关工作;对GPRS,Wi MAX,LTE,CDMA,3G等通信标准都取得了良好的误码性能,可满足多种通信标准的译码需求。     

FPGA参数化多标准高吞吐率基4 Viterbi译码器

为了同时达到高性能和灵活性的目标，提出了一种基于FPGA的参数化多标准自适应基4 Viterbi译码器。译码器采用3-9可变约束长度，1/2、1/3可变码率，支持任意截断长度的纠错译码，并采用了码字无符号量化、加比选单元设计优化和归一化判断逻辑分离策略优化了关键路径设计，提高了译码器工作频率。实验结果表明，该译码器能根据用户设定的参数改变结构，在多种通信标准之间实现动态切换；性能达到了541Mbps，明显优于相关工作；对GPRS、WiMAX、LTE、CDMA、3G等通信标准都取得了良好的误码性能，可满足多种通信标准的译码需求。     

一种能考虑动升力影响的高速艇迎浪纵向运动的数学模型

根据高速艇在静水及波浪中运动的特点,提出了高速艇迎浪纵向运动的基本假设,建立了能考虑动升力影响的高速艇迎浪纵向运动基本方程,并提出了高速艇迎浪纵向运动预报的一种新方法(滑航法),编制了理论预报程序,进行了模型试验验证研究.结果表明,中高航速时,滑航法可用于高速艇迎浪纵向运动的预报.     

基于FPGA的带回溯的Smith-Waterman算法加速器的设计与实现

针对传统的Smith-Waterman硬件算法加速器未保存回溯路径而无法回溯的问题,通过将计算路径存入外存,在FPGA平台上基于脉动阵列实现了带回溯的Smith-Waterman算法加速器,详细阐述了算法加速器回溯设计中的关键技术以及算法加速器的系统结构.实验表明,与传统的解决方案相比,带回溯的算法加速器最高可获得161倍加速比,能够有效提高带回溯的Smith-Waterman算法执行效率.