A performance-optimizing compiler for cyber-physical digital microfluidic biochips
A performance-optimizing compiler for cyber-physical digital microfluidic biochips
复制标题
用于网络物理数字微流控生物芯片的性能优化编译器
DOI：
10.1145/3368826.3377925
复制
发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Brisk, Philip
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Loveless, Tyson;Ott, Jason;Brisk, Philip
本文介绍了一种编译器优化策略的软件可编程芯片上的集成电路（SP-LoCs），它的并行化和自动化的各种台式实验室实验。编译器针对特定类别的SP-LoC，其在2D网格上操纵离散液滴，并通过集成传感器和/或视频监控设备提供网络物理反馈。这里采用的优化策略旨在减少操作之间传输流体的开销，并探索混合操作的延迟和资源需求之间的权衡：分配更多的混合空间缩短了混合时间，但减少了其他操作可用的空间并行性。使用模拟目标SP-LoC行为的周期精确模拟器对编译器进行经验评估。我们的研究结果表明，合并策略，灵感来自图着色寄存器分配，有效地减少液滴传输延迟，同时加快编译器，减少其内存占用。对于由混合操作主导的生化反应，我们观察到使用默认混合操作资源分配的初步结果与通过混合操作实现的执行时间减少百分比之间的线性相关性。
This paper introduces a compiler optimization strategy for Software-Programmable Laboratories-on-a-Chip (SP-LoCs), which miniaturize and automate a wide variety of benchtop laboratory experiments. The compiler targets a specific class of SP-LoCs that manipulate discrete liquid droplets on a 2D grid, with cyber-physical feedback provided by integrated sensors and/or video monitoring equipment. The optimization strategy employed here aims to reduce the overhead of transporting fluids between operations, and explores tradeoffs between the latency and resource requirements of mixing operations: allocating more space for mixing shortens mixing time, but reduces the amount of spatial parallelism available to other operations. The compiler is empirically evaluated using a cycle-accurate simulator that mimics the behavior of the target SP-LoC. Our results show that a coalescing strategy, inspired by graph coloring register allocation, effectively reduces droplet transport latencies while speeding up the compiler and reducing its memory footprint. For biochemical reactions that are dominated by mixing operations, we observe a linear correlation between a preliminary result using a default mixing operation resource allocation and the percentage decrease in execution time that is achieved via resizing.
登录
查看更多内容
基于数字微流控的生物芯片的优先级调度
DOI：
--
发表时间：
2006
期刊：
Proceedings of the Design Automation & Test in Europe Conference
影响因子：
--
作者：
A. Ricketts;K. M. Irick;N. Vijaykrishnan;M. J. Irwin
通讯作者：
M. J. Irwin
通过在介电装置上使用电润湿来识别体积和浓度
DOI：
--
发表时间：
2014
期刊：
2014 IEEE Dallas Circuits and Systems Conference (DCAS)
影响因子：
--
作者：
Yiyan Li;Hongzhong Li;R. J. Baker
通讯作者：
R. J. Baker
特定应用的容错数字微流控生物芯片架构的综合
DOI：
--
发表时间：
2016
影响因子：
2.9
作者：
Mirela Alistar;P. Pop;J. Madsen
通讯作者：
J. Madsen
网络物理数字微流控生物芯片编译器
DOI：
10.1145/3168826
发表时间：
2018
期刊：
Proceedings of the 2018 International Symposium on Code Generation and Optimization - CGO 2018
影响因子：
--
作者：
Curtis, Christopher;Grissom, Daniel;Brisk, Philip
通讯作者：
Brisk, Philip
DOI：
10.1109/tcad.2016.2600626
发表时间：
2017-05-01
影响因子：
2.9
作者：
Ibrahim, Mohamed;Chakrabarty, Krishnendu;Scott, Kristin
通讯作者：
Scott, Kristin