75
5 Conclusioni
5.1 Risultati finali
Col presente lavoro é stato sviluppato un sistema di interfaccia per un particolare bio-sensore amperomentrico in grado rilevare un gran numero di sostanze in soluzione, come HIV, botulino, antrace ecc.; tale sensore genera 16 correnti di valore compreso tra 0 e 200nA, che devono essere campionate con una frequenza minima di 2,5Hz. L’interfaccia é stata sviluppata basandosi sulla piattaforma ISIF progettata da SensorDynamics AG e utilizzando le risorse messe a disposizione da questa piattaforma.
Il lavoro di tesi é stato portato avanti attraverso una serie di passi successivi, riutilizzabili per lo sviluppo di interfacce per altri sensori. I passi sono stati i seguenti:
• Test dei prerequisiti, utilizzando apposita strumentazione da laboratorio e/o procedure sviluppate in proprio e già validate.
• Sviluppo di un software in grado di implementare il maggior numero di funzioni tra quelle richieste per l’interfacciamento, per mezzo del quale si é configurata la piattaforma.
• Test funzionale dell’interfaccia direttamente sul sensore o, se questo non é disponibile, su un sistema di test che ne emuli il funzionamento.
• Sviluppo di un firmware specifico eseguito dalla CPU dell’ISIF - e non dal PC connesso all’ISIF - in grado di eseguire le funzioni che il software su PC
76
non é in grado di implementare efficacemente ed aggiornamento del software stesso. Ulteriore test del sistema per la validazione finale.
Il presente lavoro ha dimostrato la validità dell’approccio progettuale basato su piattaforma, evidenziando i seguenti vantaggi:
• É stato ottenuto un prototipo dell’interfaccia in tempi molto brevi rispetto alla progettazione ASIC. Non é stata necessaria alcuna iterazione tra i vari livelli di simulazione, come accade per lo sviluppo tradizionale, e lo spazio delle soluzioni é stato esplorato rapidamente per mezzo dell’ISIF.
• Non sono stati necessari investimenti per la validazione del prototipo, pur avendo ottenuto un test reale direttamente sul sensore.
• I risultati rispettano le specifiche e non é richiesta alcuna riprogettazione per passare ad un prodotto.
Per quanto riguarda il problema specifico dell’interfaccia con il sensore
e-biochip sono stati ottenuti i seguenti risultati.
• é stata verificata la possibilità di utilizzare lo SD400 per misurare correnti fino a 3pA.
• É stata verificata la possibilità di misurare 16 correnti in time sharing per mezzo dello SD400.
• É stata realizzata un’interfaccia grafica per mezzo della quale si può monitorare il funzionamento dello SD400 in tempo reale, nonché cambiarne la configurazione.
• É stato implementato un “potentiostat amplifier” per la regolazione del potenziale dell’elettrodo reference in anello chiuso.
Il sistema é stato installato con successo nei laboratori del Fraunhofer Institute ed é stato accettato come piattaforma base per i prossimi anni di sviluppo.
77
5.2 Possibili sviluppi futuri
I possibili sviluppi futuri sono i seguenti:
• Ulteriore integrazione del sistema di interfaccia con il sistema di misura attualmente in uso per il sensore e-biochip; infatti, il sistema di misura attuale implementa anche altre funzioni per l’automatizzazione della misura, come ad esempio il controllo del sistema di pompe e valvole per la gestione del flusso degli analiti, non implementati da questa interfaccia. In futuro, tutte le funzioni potranno essere trasferite sullo SD400, mantenendo eventualmente alcuni componenti discreti per generare correnti di livello adeguato al pilotaggio di sistemi di potenza (motori per le pompe e le valvole, regolazione di temperatura).
• Sviluppo di una board di dimensioni ridotte che contenga solo ciò che é strettamente necessario per l’applicazione, riducendo l’ingombro e la dissipazione di potenza : grazie a tale board il sistema può diventare un prodotto per volumi di vendita non elevati e compatibili con l’attuale fase di sviluppo del sensore.
• Sviluppo di un’ASIC basata sul prototipo attuale, in accordo con la metodologia di progetto basata su piattaforma utilizzata da SensorDynamics AG; questo passaggio corrisponde alla trasformazione del sistema
e-biochip/SD400 in un prodotto di massa.
• Per quanto riguarda la diffusione commerciale di massa del sistema, molto dipenderà dalla capacità del sensore stesso di andare incontro alle numerose richieste del mercato. Il lavoro di tesi dimostra che é possibile creare un’interfaccia adeguata a bassissimo costo.
