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L’Aquila e qualche eccellenza Il Dipartimento di Ingegneria Elettrica si distingue nel mondo come migliore Università. Soddisfazione e orgoglio per la Città

E’ “L’Aquila”, dopo “Roma Tre” e “La Sapienza”, il terzo ateneo in Italia ad aggiudicarsi lo Shared University Research (SUR) Award, il prestigioso riconoscimento che IBM assegna alle migliori università in tutto il mondo, sostenendo con risorse e competenze i progetti di ricerca più innovativi.

Il progetto di ricerca nasce nell’ambito delle attività di ricerca svolte all’UAq EMC Laboratory, un gruppo di ricerca coordinato dal Prof. Antonio Orlandi e promosso con il Prof. Giulio Antonini presso il Dipartimento di Ingegneria Elettrica dell’Università degli Studi di L’Aquila. Il gruppo svolge attività di ricerca nel campo dell’integrità del segnale (Signal Integrity o SI) e della compatibilità elettromagnetica (Electromagnetic Compatibility o EMC) nei sistemi digitali presenti nei più svariati apparati di telecomunicazione. La ricerca, intitolata “Modelli PEEC per materiali dielettrici dissipativi e dispersivi”, riceverà da IBM una donazione in infrastruttura tecnologica basata su sistemi IBM eServer xSeries.

La costante collaborazione con settori operativi di industrie leaders nella progettazione di sistemi digitali avanzati come IBM T. J. Watson Research Center (Yorktown Heights, USA), SIEMENS C.N.X. (L’Aquila), ALENIA SPAZIO (L’Aquila), MARCONI SELENIA (L’Aquila), ha consolidato l’idea che i sempre più stringenti tempi di realizzazione dei prodotti (time-to-market) richiedono soluzioni di progetto veloci ed affidabili. Tra queste, le simulazioni con calcolatori elettronici del comportamento elettromagnetico dei circuiti stampati sono un fattore determinante. Dopo aver progettato il sistema digitale nella sua funzionalità, nel processo industriale, si passa alla fase di così detta di layout dove il progetto viene reso idoneo ad essere realizzato su circuito stampato. A questa fase segue la realizzazione del circuito ed infine il suo test su alcuni esemplari (prototipi). Se il test fallisce è necessario mettere mano al progetto per correggerlo e spesso anche al layout. Ciò comporta costi e ritardi nel processo di sviluppo del prodotto. Le simulazioni mediante calcolatore del comportamento del circuito stampato, subito dopo il suo progetto ma immediatamente prima del layout (nella fase detta di pre-layout) definitivo permettono di predire eventuali comportamenti anomali dei segnali e di scegliere le soluzioni più opportune per un progetto ottimo. Queste soluzioni vengono ancora verificate tramite le simulazioni ed infine viene costruito il circuito stampato. La fase di test sarà ora meno critica in quanto il comportamento del sistema sarà già stato previsto. Risulta chiaro quanto ogni sforzo effettuato nella linea di migliorare le prestazioni delle simulazioni abbia una caduta diretta sul processo produttivo.

            Al fine di una accurata simulazione del comportamento dei circuiti stampati durante la propagazione dei segnali elettrici digitali, è necessario rappresentare accuratamente le proprietà elettromagnetiche dei dielettrici, cioè di quei materiali non conduttori che supportano meccanicamente le piste elettricamente conduttrici di rame. Nel progetto di ricerca si è sviluppato per la tecnica numerica PEEC (Partial Element Equivalent Circuit), particolarmente adatta alla simulazione dei sistemi digitali, la possibilità di simulare le caratteristiche reali (variazione con la frequenza della permettività dielettrica e dell’angolo di perdita) dei materiali dielettrici usati nella realizzazione di circuiti stampati. Allo sviluppo di un complesso modello matematico è seguita la implementazione software in cui sono state usate tecniche innovative per la diminuzione dei tempi di calcolo ed elaborazione, necessità che scaturisce dalle ineludibili esigenze del mercato di introdurre prodotti sempre più velocemente. La fase di verifica e validazione è stata effettuata su test-boards opportunamente progettate.

            La tecnica di simulazione PEEC sta prendendo sempre più piede nel settore dell’analisi pre-layout dei circuiti stampati nei sistemi digitali. Il nostro progetto ha, nel suo piccolo, ampliato le possibilità di simulazione di questa tecnica, è stato recepito all’interno di un programma di calcolo largamente usato nell’ambito industriale ed ha permesso – così risulta dalle informazioni che abbiamo ricevuto – di rendere più veloci e certamente più accurati i risultati delle simulazioni previe alle fasi di prototipazione. In questo settore in cui il nostro laboratorio ha acquistato salute e specifiche competenze anche a livello internazionale, abbiamo accolto un’altra “sfida” nel rendere più efficiente la modellazione dei sistemi a cui si applica la tecnica PEEC.

            Nei progetti di ricerca sviluppati dall’UAq EMC Laboratory, i docenti coinvolti nelle varie fasi della ricerca sono affiancati da dottorandi di ricerca e Allievi della Facoltà di Ingegneria che desiderano svolgere nel Laboratorio le loro tesi di Laurea. Questo stile di lavoro permette un fattivo coinvolgimento degli Allievi più giovani su tematiche attuali che non sono sganciate dalla realtà industriale. Ricercatori ed Allievi così svolgono i loro compiti all’interno del progetto di ricerca. Nel progetto in questione i Proff. Orlandi ed Antonini sono stati affiancati dal neo ingegnere Corrado Pistilli (che ha svolto su questi temi la sua tesi di laurea), dal sig. Mattia Di Prinzio (che la sta svolgendo) e dal supporto logistico (sistemi di calcolo ed informativi) dell’ing. Antonio Ciccomancini Scogna giunto al termine del suo Dottorato di Ricerca.

 

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