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A free space optical interconnect based biosequence analysis system.

机译：基于自由空间光互连的生物序列分析系统。

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摘要

Free space optical interconnects (FSOI) are of considerable interest for their potential of parallel high bandwidth optical data links. In order to demonstrate the feasibility of applying FSOI technology in complex information processing systems, a prototype FSOI based biosequence analysis system was constructed and tested. This thesis reports the design, setup and testing of the FSOI based biosequence analysis system, which has 64 optical channels that feeds optical signal to a custom designed biosequence processor chip. The system implements the basic local alignment search tool (BLAST) algorithm using a biosequence processor chip and a programmable logic device. The biosequence processor chip has a 8 x 8 comparison array, in which each basic comparison unit has a built-in optical input. A diffractive optical elements multiplies a modulated laser beam into an 8 x 8 spot array and a projection lens relays the spot array onto the optical inputs of the biosequence processor chip. Four major system development tasks were achieved: (1) System algorithm and architecture design; (2) Development of a FSOI processor chip for the biosequence comparisons; (3) Optics system design and setup; (4) Functionality and reliability tests (5) Biosequence analysis.; The FSOI biosequence analysis system successfully analyzed homologous and inhomologous biosequences. The performance of the proof of principle system is compared with present electronic system. The potential of the FSOI system concept is also investigated.
机译：自由空间光互连（FSOI）由于具有并行高带宽光数据链路的潜力而备受关注。为了证明在复杂的信息处理系统中应用FSOI技术的可行性，构建并测试了基于FSOI的原型生物序列分析系统。本文报道了基于FSOI的生物序列分析系统的设计，设置和测试，该系统具有64个光通道，可将光信号馈送到定制设计的生物序列处理器芯片。该系统使用生物序列处理器芯片和可编程逻辑器件来实现基本的局部比对搜索工具（BLAST）算法。生物序列处理器芯片具有8 x 8比较阵列，其中每个基本比较单元均具有内置的光学输入。衍射光学元件将调制的激光束倍增成8 x 8点阵列，而投影透镜将点阵列中继到生物序列处理器芯片的光学输入上。实现了四个主要的系统开发任务：（1）系统算法和体系结构设计; （2）开发用于生物序列比较的FSOI处理器芯片; （3）光学系统设计与设置; （4）功能和可靠性测试（5）生物序列分析； FSOI生物序列分析系统成功分析了同源和异源生物序列。将原理证明系统的性能与现有的电子系统进行比较。还研究了FSOI系统概念的潜力。

著录项

  • 作者

    Ao, Tao.;

  • 作者单位

    Colorado State University.;

  • 授予单位 Colorado State University.;
  • 学科 Engineering Electronics and Electrical.
  • 学位 Ph.D.
  • 年度 2003
  • 页码 143 p.
  • 总页数 143
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 eng
  • 中图分类 无线电电子学、电信技术;
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