碳納米孔DNA測序中數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)FPGA控制邏輯的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、DNA測序技術(shù)是現(xiàn)代生命科學(xué)和生物醫(yī)學(xué)的重要研究手段，數(shù)十年來經(jīng)歷了從最初的手工測序到當(dāng)今的納米孔測序的發(fā)展。碳納米孔 DNA測序技術(shù)是新一代的DNA測序技術(shù)，它不僅測序通量高而且測序速度快，成本也相對較低。這種測序技術(shù)的成熟發(fā)展將有望幫助人類實(shí)現(xiàn)個(gè)人全基因組測序的目標(biāo)。
　　不同的堿基在穿過碳納米孔通道時(shí)產(chǎn)生的特征電流信號有所差異，碳納米孔DNA測序就是通過檢測不同的特征電流信號來測量DNA序列的一種技術(shù)。為了滿足碳納米孔DNA

2、測序系統(tǒng)的需求，本課題采用USB2.0接口技術(shù)與FPGA技術(shù)設(shè)計(jì)了一款多通道同步數(shù)據(jù)采集裝置。本文在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步完善了FPGA控制邏輯的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)之間的通信、計(jì)算機(jī)對FPGA控制邏輯的配置以及數(shù)據(jù)緩存功能等。
　　本文從數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)要求出發(fā)，首先論述了USB2.0固件的設(shè)計(jì)，制定了多通道同步數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的固件控制協(xié)議和固件程序控制流程等。在此基礎(chǔ)上，采用自上而下的模塊化設(shè)計(jì)思想，對FPGA中命令