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Architecture reconfigurable pour la génomique
Localisation : IRISA, Rennes
Equipe(s) : cosi
Responsable(s) : Dominique Lavenier (lavenier@irisa.fr
- 2 99 84 72 17)
Mots-clés : FPGA, architecture reconfigurable, génomique,
clacul intensif
La génomique est l’étude au sens large des génomes.
Elle ne se cantonne pas à l’analyse statique de la
structure des génomes (identification des gènes, des
régions promotrices, des domaines protéiques, ...),
mais
elle en étudie également l’aspect dynamique tel
que les modes de régulation et d’expression des gènes,
l’interaction avec l’environnement, etc.
Les recherchent s’appuient sur des données dont les
séquençages systématiques des génomes
constituent les
premières bases. Avec le développement de nouvelles
technologies telles que les puces à ADN, par exemple,
de nouveaux types d’information, autre que les textes des séquences
d’ADN, apparaissent. L’ensemble se
caractérise par une production exponentielle (le volume double
tous les ans) et par une diversité importante
des sources d’information (des séquences, des images,
des expérimentations, des mesures, etc.).
Dans bien des cas, le traitement de ces données demandent
des puissances de calcul bien supérieures à ce que
peuvent délivrer des ordinateurs standards. Une alternative
à l’usage de gros calculateurs est de concevoir
des architectures spécialisées que l’on dédie
à un traitement bien particulier. Parmi les cibles technologiques
possibles, les architectures reconfigurables, de par leur flexibilité,
se présentent comme d’excellents candidats.
Les architectures reconfigurables sont à mi-chemin entre
les processeurs programmables et les circuits inté-grés
dédiés à une application spécifique.
Le support matériel est un composant FPGA (Field Programmable
Gate Array), composant structuré autour d’une matrice
de fonctions logiques programmables. L’utilisateur
spécifie une architecture en définissant les équations
booléennes de chaque fonction et leur schéma d’interconnexion.
On peut ainsi "télécharger" en quelques
milli-secondes une architecture dans un composant FPGA et la modifier
au gré des applications.
Si on a pu mettre en évidence des facteurs d’accélération
très importants (>100) avec de simples cartes
commerciales, une des limitations de cette technologie réside
dans le processus de progammation qui, au-jourd’hui,
est fortement basé sur la conception des circuits intégrés.
La programmation requiert l’usage de
nombreux outils de CAO et une bonne connaissance des composants
FPGA, ce qui demande un cycle de
conception relativement long.
Le sujet de thèse proposé a un double objectif :
d’une part il vise à réduire fortement les temps
de conception
en "court-circuitant" les étapes de conception
traditionnelles afin de répondre rapidement aux demandes
des
chercheurs en biologie; d’autre part, les méthodes de
conception proposées seront testées sur des problèmes
réels qui nous sont régulièrement soumis par
les chercheurs des laboratoires de biologie du grand ouest avec
lesquels nous travaillons.
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