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Questo lavoro di tesi descrive le fasi di sviluppo di una elettronica di gestione ed acquisizione dati da una stringa di sensori radiologici digitali per l'integrazione in strumenti di analisi mammografica di tipo “slot-scan”.
Le specifiche funzionali sono state definite nell'ambito del progetto di una apparecchiatura di analisi completa. Si è progettata una scheda elettronica, denominata “Scheda di gestione del piano sensori”, basata su FPGA che implementa una interfaccia Ethernet 1Gbps capace di sostenere un traffico di dati sostenuto di circa 900Mbs per il download della immagine radiografica su un comune Personal Computer.
La scheda progettata ospita memorie di buffering, alcuni convertitori D/A per la generazione delle tensioni di riferimento dei sensori, il PHY Marvell 88e1111 per il livello fisico della connessione di rete, un transceiver RS422/485 per l'interfacciamento con il sistema di controllo ed una FPGA Altera CYCLONEIII sulla quale è implementato un sistema NIOSII e la logica di controllo dei sensori. E' stato sviluppato un componente personalizzato integrabile in un sistema NIOSII la cui funzione è quella di raccogliere autonomamente i dati dalle memorie dati esterne ed instradarli verso la connessione di rete incapsulandoli in pacchetti UDP.
Il lavoro di tesi è suddiviso in quattro fasi. Nella prima si è implementata una applicazione di rete basata su un sistema NIOSII che sfrutta lo stack di protocolli di rete NicheStack Ipv4 e l' IP Altera TSE MAC. In questa fase, sfruttando una scheda di valutazione Altera STRATIXIII, si è valutata la massima velocità di trasferimento dati ottenibile con l'approccio standard. Il risultato ottenuto è oltre un ordine di grandezza inferiore a quello richiesto dalle specifiche del sistema (640Mbps). Nella seconda fase si è proposta e collaudata una soluzione alternativa che sfrutta un componente personalizzato che realizza, in hardware, l'astrazione dei livelli Internet e Trasporto dello stack dei protocolli TCP/IP. La massima velocità di trasferimento dati ottenibile con questa soluzione è risultata ampiamente superiore a quello richiesto.
Nella terza fase del lavoro di tesi si sono integrati il sistema NIOSII e la logica di controllo dei sensori in un unico modulo per la sintesi su una FPGA della fascia low-cost della gamma di prodotti Altera. Nella quarta, ed ultima, fase si è effettuata la scelta dei dispositivi, la stima dei consumi, la definizione dello schema elettrico della scheda ed, infine, il piazzamento dei componenti nel progetto PCB della scheda il cui contorno è fissato dalle specifiche meccaniche e funzionali del piano sensori.