La ricerca scientifica in Elettronica pone le proprie radici al DEIB nel 1957, quando Emilio Gatti fu chiamato alla prima cattedra di Elettronica istituita in Italia. Da allora, seguendo il suo esempio, la ricerca è sempre stata condotta combinando in modo rigoroso analisi teorica e attività sperimentali.

Oggi l’attività di ricerca si svolge in 1400 metri quadrati di laboratori dotati delle più moderne tecnologie per la progettazione, la simulazione e la caratterizzazione elettrica e ottica di un vasto insieme di dispositivi nano- e opto-elettronici, di sensori, di circuiti integrati e di interi sistemi elettronici. La fabbricazione dei dispositivi e dei circuiti integrati avviene nella clean room di Ateneo, PoliFab, o in collaborazione con i principali centri di ricerca e industrie operanti nel campo dei semiconduttori.

Un corpo docente composto di 23 professori, con l’ausilio di più di 60 dottorandi e post-doc, tiene circa quaranta insegnamenti su vari aspetti dell’Ingegneria Elettronica in diversi corsi di Laurea e di Laurea Magistrale.

Le attività di ricerca sono raggruppate nelle seguenti linee

• Dispositivi elettronici
• Microsensori e microsistemi intelligenti
• Progettazione di circuiti elettronici
• Rivelatori a singolo fotone e relative applicazioni
• Rivelatori di radiazioni e applicazioni
• Sistemi digitali

Dispositivi elettronici

La linea di ricerca indirizza dispositivi e tecnologie elettroniche correnti ed emergenti, con attività in due campi principali:

Dispositivi e tecnologie nano-elettroniche per la memorizzazione di dati ad alta densità e per il calcolo in memoria: le memorie a stato solido giocano un ruolo sempre più importante nel mondo dell’elettronica, grazie non solo alla grande varietà di applicazioni che stanno nascendo ma anche agli scenari di calcolo in memoria che si prospettano all’orizzonte. In questo contesto, le attività di ricerca sono principalmente focalizzate sullo studio sperimentale e numerico della fisica di base, dell’affidabilità e delle prestazioni di dispositivi nano-elettronici per la memorizzazione di dati ad alta densità e per il calcolo in memoria. Fra gli scopi più importanti della ricerca, vi è quello di comprendere la fenomenologia di base, le dipendenze e l’impatto sulla tecnologia della varietà di fenomeni fisici che hanno luogo nei dispositivi nano-elettronici a stato solido, esplorando anche la possibilità di utilizzare questi dispositivi per gli emergenti scenari di calcolo in memoria. Il lavoro è svolto in collaborazione con alcune delle più importanti aziende di semiconduttori nel mondo, fra cui Micron Technology Inc. e STMicroelectronics, o nel quadro di progetti di ricerca nazionali ed internazionali.
Dispositivi a semiconduttore organico: dispositivi basati su semiconduttori organici, con l’obiettivo di realizzare dispositivi e sistemi optoelettronici su substrati plastici con processi a basso budget termico tramite tecnologie di deposizione da fase liquida (ink-jet printing, spray coating ecc.) ad elevata scalabilità.

• Dispositivi e tecnologie nano-elettroniche per la memorizzazione di dati ad alta densità e per il calcolo in memoria
  Le attività svolte in questo campo stanno costantemente spingendo in avanti le frontiere della conoscenza sui dispositivi e le tecnologie nanoelettroniche, contribuendo ai trend di successo delle memorie a stato-solido ad alta densità di storage e promuovendo nuovi paradigmi di calcolo in memoria. I risultati ottenuti dalla linea di ricerca hanno gettato luce su molti aspetti legati all’affidabilità, alle prestazioni e alle prospettive dei dispositivi e delle tecnologie elettroniche allo stato dell’arte ed emergenti più rilevanti. Fra loro, è importante ricordare i risultati di rilevanza internazionale ottenuti nell’ambito della caratterizzazione sperimentale e della modellistica teorica del rumore di programmazione, del detrapping di carica e del rumore telegrafico nelle memorie Flash e dello switching resistivo, della ritenzione del dato e dell’endurance nelle memorie ReRAM e PCM. Inoltre, risultati di primo piano sono stati anche riportati in relazione alla possibilità di utilizzare delle matrici di memoria non-volatile come matrici sinaptiche in reti neurali artificiali o come elementi di calcolo in sistemi elettronici innovativi, veloci e a basso consumo di potenza.
• Dispositivi optoelettronici basati su semiconduttori organici
  La ricerca ha contribuito all’analisi del trasporto di carica e dei fenomeni di interazione luce-materia nei semiconduttori organici. Nel campo dei transistori polimerici è stata affrontata la correlazione fra mobilità, disordine energetico e peso molecolare; è stata modellizzato il fenomeno delle resistenze di contatto in transistori organici. E’ stata messa a punto una tecnica di incapsulamento basata su Atomic Layer Deposition di ossido di alluminio. Nel campo dei fotorivelatori è stata realizzata una architettura multistrato per la soppressione della corrente di buio. Sono stati progettati e realizzati dispositivi in grado di rivelare radiazione visibile e quella nel vicino infrarosso. Inoltre è stata esplorata la rivelazione indiretta di raggi X mirata ad applicazioni biomediche.
  Sul fronte tecnologico gli sforzi sono ora diretti alla realizzazione di matrici di pixel tramite tecniche di stampa scalabili (quali ad esempio la stampa a getto d’inchiostro) allo scopo di realizzare sensori di immagini a larga area su superfici plastiche. Sul fronte modellistico, in collaborazione col Dip. di Matematica del Politecnico di Milano, è stata intrapresa un’attività per lo sviluppo di codici per la simulazione di dispositivi optoelettronici organici e di strategie per l’estrazione dei parametri di merito da misure sperimentali.

Microsensori e microsistemi intelligenti

L’attività di ricerca svolta al Politecnico di Milano sui microsensori e microsistemi intelligenti copre un vasto campo di aspetti che vanno dallo studio dei principi fisici di funzionamento di questi dispositivi allo studio delle proprietà dei materiali di cui sono costituiti, dalla progettazione del dispositivo stesso a quella dell’elettronica cui è connesso, dalla sperimentazione in laboratorio allo sviluppo delle applicazioni relative. Due principali tipi di dispositivi costituiscono in questo momento il centro dell’interesse del gruppo di ricerca: il primo riguarda sensori inerziali multi-assi e multi-parametri M/NEMS (Micro/Nano Electro Mechanical Systems), l’altro riguarda sensori di immagine CMOS con risposta spettrale accordabile nello spettro visibile e nel vicino infrarosso.
Tra i principali risultati si ricordano:

• Sviluppo di innovativi accelerometri MEMS e dell’elettronica di lettura e condizionamento dei segnali
  Nell’ambito di due progetti CARIPLO e di ripetute collaborazioni industriali con STMicroelectronics sono state studiate proprietà fondamentali dei materiali alla micro-scala utilizzati nei MEMS, ad esempio effetti della fatica, fenomeni di adesione superficiale ed effetti nonlineari. I risultati sono stati utilizzati per la progettazione di innovativi sensori MEMS risonanti, tipicamente soggetti ad un grandissimo numero di sollecitazioni cicliche durante la loro vita.
• Sviluppo di sensori di immagine CMOS con risposta spettrale accordabile elettricamente  
  E’ stato inventato, progettato e successivamente sperimentato dai ricercatori del gruppo un nuovo sensore di immagine CMOS con risposta spettrale del singolo pixel elettricamente riconfigurabile. Nel corso della ricerca sono stati analizzati e risolti problemi a livello di dispositivo, è stata sperimentalmente dimostrata l’operatività del sensore e sono state proposte nuove funzionalità, quali l’adattamento del sensore alla scena, l’acquisizione di immagini multi-spettrali e la possibilità di acquisizione simultanea dell’immagine nel visibile e nel vicino infrarosso.
• Sviluppo di avanzati giroscopi basati su elementi funzionali nano-strutturati integrati in dispositivi micro-strutturati (N/MEMS) 
  Nell’ambito di un progetto internazionale EU (NIRVANA) il gruppo di ricerca ha avuto il compito di progettare avanzati giroscopi miniaturizzati nei quali la lettura della Forza di Coriolis è basata su proprietà piezo-resistive di elementi funzionali nano-strutturati. I primi prototipi diquesti sensori sono stati prodotti (presso il CEA-LETI di Grenoble) e sono stati caratterizzati dal gruppo di ricerca con risultati molto soddisfacenti.
• Sviluppo di elettronica di pilotaggio e lettura per MEMS/NEMS 
  Il progetto di sensori MEMS/NEMS è strettamente legato al progetto della relativa elettronica di pilotaggio e lettura. Il gruppo di ricerca copre entrambe le attività. Sono stati sviluppati diversi circuiti integrati per MEMS e strumentazione di misura per la loro caratterizzazione. In particolare, una versatile piattaforma per la caratterizzazione completa di MEMS/NEMS ha dimostrato di essere di rilevante interesse industriale.

Progettazione di circuiti elettronici

La linea di ricerca riguarda la progettazione di circuiti e sistemi totalmente integrati in silicio (ASIC). I moderni processi tecnologici CMOS su scala nanometrica rendono oggi possibile il trattamento digitale dei segnali a velocità superiore, consumo e occupazione di area inferiori, ma degradano le prestazioni dei blocchi analogici quali guadagno, matching o rumore. La totale integrazione dei sistemi elettronici in silicio ad alte prestazioni, come quelli utilizzati per terminali wireless ad alta capacità di canale (5G) o per sensori wireless pervasivi a basso costo e consumo di energia (IoT), ma anche per sistemi radar per veicoli autonomi o sensori intelligenti ad onde millimetriche, richiede quindi un cambio di paradigma nella progettazione elettronica, in cui l’elaborazione digitale è messa a servizio di ogni singolo blocco analogico per migliorarne efficientemente le prestazioni, compensando in tempo reale le variazioni dei parametri ambientali. Ciò permette di elevare scalabilità ed efficienza energetica dei sistemi integrati. Su questi temi sono attive collaborazioni con università, centri di ricerca e compagnie di semiconduttori, quali Infineon Technologies, STMicroelectronics, Intel Labs.
Risultati principali della ricerca

• Il gruppo di ricerca ha sviluppato negli anni una rilevante esperienza nel settore della sintesi di frequenza in silicio, basati su phase-locked loop (PLL) e multypling delay-locked loop (MDLL) ha proposto numerose innovazioni che hanno migliorato in maniera rilevante lo stato dell’arte, e pubblicato sull’argomento un libro di testo a diffusione internazionale, edito nel 2007 dalla Cambridge University Press. In tale ambito, il gruppo ha dato importanti contributi ed è riconosciuto come un centro di eccellenza a livello internazionale. A titolo di esempio, tra le applicazioni sviluppate per le radiofrequenze (RF), vi sono sintetizzatori/modulatori di frequenza operanti a frequenze tra 1 e 30 GHz per applicazioni wireless (WiFi, LTE, 5G, IoT), in cui l’utilizzo di calibrazioni digitali operanti in background (il solo modulatore comprende più di 20 mila transistori) permette di raggiungere contemporaneamente basso jitter (100-300 femtosecondi) a bassa potenza (4-10 mW). Oggi tali tecniche vengono anche applicate alla progettazione di sistemi radar FMCW in CMOS operanti a 77 GHz, a sistemi per ponti radio ad alta capacità in banda E, ma anche in sintetizzatori di frequenza in CMOS per applicazioni IoT, che pur mantenendo un ottimo prodotto jitter-consumo e abbiano una limitata occupazione d’area.
• Area nuova su cui il gruppo opera è quella degli amplificatori di potenza RF a controllo digitale ed in generale alle architetture polari e di tipo “LINC” (linear amplification with non-linear elements) per trasmettitori RF ad alta efficienza. L’applicazione di principale interesse è l’internet-of-things (IoT).
• Altra area attiva in cui il gruppo ha fornito rilevanti risultati è lo studio dei meccanismi di generazione di rumore di fase negli oscillatori elettronici, nei sistemi injection locking, nei moltiplicatori e divisori di frequenza. In tale campo è stata introdotta una descrizione teorica dei meccanismi di conversione del rumore flicker a bassa frequenza in rumore a radiofrequenza, negli oscillatori in CMOS, e proposte e dimostrate sperimentalmente efficaci soluzioni circuitali per ridurre tale conversione che hanno migliorato lo stato dell’arte.
• Un altro ambito in cui si sono ottenuti importanti risultati riguarda la progettazione dei sistemi totalmente integrati in CMOS per la sensoristica, sia nel campo della rilevazione del segnale neuronale (neural recording) per esperimenti di neuroscienze e per fini terapeutici, sia nel campo dei accelerometri, giroscopi, magnetometri MEMS (Micro Electro-Mechanical Sensors). In tali settori, si pone la sfida dell’acquisizione del segnale e della conversione analogica/digitale del segnale, a basso rumore e bassa potenza dissipata.

Rivelatori a singolo fotone e relative applicazioni

L’attività è volta allo sviluppo di rivelatori di singoli fotoni basati su fotodiodi a valanga (SPAD, Single-Photon Avalanche Diode) e della strumentazione elettronica associata e all’ideazione e messa in opera di sistemi per la rivelazione di debolissimi segnali luminosi. In particolare per applicazioni in life-science (nelle tecniche di analisi biomedica e nella diagnotica genetica micro e nano analitica) e nell’acquisizione di immagini e video ad elevatissima sensibilità e velocità di acquisizione, per la spettroscopia bidimensionale 2D e per la mappatura tridimensionale 3D di oggetti e scene mediante il tempo di volo dei singoli fotoni. La ricerca è trainata dalla notevole richiesta di sistemi di rivelazione rapida ed efficiente dell’emissione fluorescente da piccolissimi campioni biologici, fino all’emissione da singole molecole di DNA e da proteine. Lo scopo principale è lo sviluppo di sistemi di rivelazione estremamente miniaturizzati che superino le limitazioni dei sistemi attuali, basati su apparati costosi e ingombranti e su sensori singoli. Particolare attenzione è rivolta all’acquisizione di immagini e video di eventi estrememente rapidi, risolti temporalmente al livello di singoli fotoni, mediante sensori microelettronici a matrici lineari e quadrate di SPAD.
Risultati principali della ricerca

• Rivelatori SPAD migliorati con cavità risonante (RCE) 
  Abbiamo ideato e realizzato i primi rivelatori RCE SPAD su un substrato riflettente di tipo silicon-on-insulator (SOI), che incorpora un riflettore di Bragg distribuito a due periodi, sviluppato in collaborazione con la Boston University. I fotorivelatori RCE SPAD raggiungono una efficienza di rivelazione di singoli fotoni (PDE) del 42% a 780 nm e del 34% a 850 nm ed una risoluzione temporale di 35ps di larghezza a metà altezza. Questi rivelatori sono adatti per applicazioni avanzate di conteggio di fotoni, dove sono richieste sia alta efficienza quantica che risoluzione temporale di pochi picosecondi.
• Modulo di conteggio di fotoni a 1.55µm di lunghezza d’onda con fotodiodi SPAD in InGaAs/InP, completamente programmabile
  Abbiamo ideato, progettato e completamente realizzato e caratterizzato uno strumento allo stato dell’arte per il conteggio di fotoni nel vicino infrarosso. Il modulo permette di operare al meglio un fotorivelatore a valanga SPAD fabbricato in InGaAs/InP per la rivelazione di segnali ottici estremamente veloci e deboli nel vicino infrarosso, fino a 1.7μm; lo strumento è estremamente programmabile e si adatta a molteplici applicazioni avanzate, grazie ad una interfaccia semplice e completa che permette di impostare tutti i parametri della misura. Abbiamo validato la corretta funzionalità dell’intero sistema fino a tassi di ripetizione dell’eccitazione di 133MHz e con abilitazioni del fotorivelatore al livello di nanosecondi, verificando le eccellenti prestazioni nella misura del tempo di volo del fotone (precisione migliore di 100ps) e la corretta funzionalità del rivelatore a temperature molto basse e controllate.
• Camere CMOS di fotorivelatori SPAD per l’acquisizione di immagini 2D mediante conteggio di singoli fotoni
  Abbiamo sviluppato dei chip CMOS con fotorivelatori SPAD di singoli fotoni ed elettronica di conteggio e temporizzazione in tecnologia da 0.35µm CMOS. La matrice si basa su pixel intelligenti composti da rivelatori SPAD, da elettronica analogica di rivelazione dell’innesco e spegnimento della corrente di valanga, elettronica digitale per l’elaborazione del conteggio dei fotoni in arrivo e da stadi di memoria per la lettura globale della camera, mediante approccio global-shutter senza tempo morto di lettura. L’imager di 64×32 SPAD acquisisce immagini e video 2D fino a 100’000 frames/s con dinamica di 8bit nel conteggio di singoli fotoni. Una matrice lineare di 32×1 pixel fornisce invece ben 50ps di risoluzione temporale in photon-timing, ossia di alcuni millimetri in misure di distanza. Le elevate prestazioni hanno permesso il conseguimento di importanti risultati, come nel sub-Reyleigh imaging mediante la rivelazione di N-photon e in miglioramenti nella tecnica di Fluorescence Lifetime Imaging (FLIM) e Diffuse Optical Tomography (DOT).

Rivelatori di radiazioni e applicazioni

Il gruppo svolge attività di ricerca per lo sviluppo e l’applicazione di rivelatori a semiconduttore per radiazioni ionizzanti e particelle, insieme alla loro elettronica dedicata. L’attenzione si concentra sia sullo studio e la progettazione di nuove tipologie di rivelatore che sulla configurazione, la caratterizzazione, e l’applicazione di rivelatori in diversi settori della scienza e della tecnologia. Il gruppo segue l’intero percorso di sviluppo dal rivelatore, all’ elettronica di front-end e back-end richiesta, alla prototipazione di sistemi da utilizzare in progetti di ricerca o nelle applicazioni user-oriented. Il gruppo è parte attiva negli esperimenti interdisciplinari in Fisica Nucleare, Scienza dei Materiali, Ingegneria Biomedica e nelle Nanotecnologie.
Risultati principali della ricerca

• Sviluppo di dispositivi di imaging a raggi gamma ad alta risoluzione per la medicina nucleare
  Rilevatori di raggi gamma ad alta risoluzione spaziale sono stati sviluppati per applicazioni in medicina nucleare, astronomia gamma, fisica nucleare. I rivelatori sono basati sulla lettura di scintillatori con Silicon Drift Detector (SDD). Vantaggi: migliore risoluzione rispetto ai tubi fotomoltiplicatori tradizionali, insensibilità ai campi magnetici, compattezza, bassa tensione di polarizzazione. Nell’ambito del progetto UE HICAM, un camera gamma basata su SDD è stata sviluppata e validata in studi clinici. 
• Progetto e caratterizzazione di un innovativo strumento per immagini X in fluorescenza e diffrazione, basato su ottiche policapillari e su un sensore di immagini sensibile all’energia
  Si è sviluppato, ed applicato con successo, un innovativo strumento per immagini X in fluorescenza e diffrazione, le cui caratteristiche peculiari sono l’uso di ottica policapillare invece di collimatori meccanici per la selezione angolare, che consente un aumento dell’efficienza, l'”illuminazione” del campione con un tubo a raggi X e la rivelazione della radiazione emessa e diffusa mediante un sensore di immagini sensibile all’energia che evita l’impiego della luce di sincrotrone. 
• Raggiungimento della massima velocita’ di deriva degli elettroni in rivelatori a deriva in silicio multilineari (MLSDD) e loro applicazione in applicazioni astronomiche
  Abbiamo progettato e caratterizzato completamente prototipi di rivelatori MLSDD in grado di funzionare ad elevatissime velocita’ di deriva. Si tratta della piu’ elevata velocita’ di deriva mai misurata in rivelatori a deriva in silicio. Si e’ sviluppato con successo un prototipo di rivelatore di scatter per imaging Compton in applicazioni spaziali, in grado di effettuare il tracking degli elettroni in un singolo strato di rivelazione. 
• I primi rivelatori di raggi X ad alta risoluzione basati su carburo di silicio (SiC) sono stati realizzati nell’ambito di una collaborazione che coinvolge le Università di Bologna, Firenze, Modena, Torino e la società Selex Integrated System. Sono state sviluppate tecnologie per giunzioni Schottky e Ohmiche che hanno permesso di ottenere densità di corrente di buio più di due ordini di grandezza inferiore rispetto a qualsiasi altro rivelatore a semiconduttore. Questo ha permesso di realizzare rivelatori pixel in SiC con potenzialità di rumore sub-elettronico a temperatura ambiente senza necessità di sistemi di raffreddamento, e l’acquisizione di spettri X ad alta risoluzione con i rivelatori alla temperatura di +100°C. 
• Sviluppo di strumentazione digitale per il filtraggio adattivo nelle misurazioni esigenti
  Sfruttando le crescenti prestazioni dei moderni convertitori analogico-digitali e la velocità di elaborazione dei processori FPGA e DSP, i sistemi digitali per spettroscopia si sono arricchiti di nuove fondamentali potenzialità: algoritmi ai minimi quadrati pesati lineari e non lineari per misure ad altissima risoluzione di energia e tempo di occorrenza di eventi; filtraggio adattivo a livello di singolo impulso. La potenza dell’elaborazione digitale ha permesso lo sviluppo di innovativi strumenti per la ricerca fisica e biomedica.
  

Sistemi digitali

La ricerca è focalizzata sullo studio e lo sviluppo di architetture di elaborazione di segnali digitali in ambiente VHDL e Verilog. Questo approccio porta alla descrizione di strutture circuitali che possono essere implementate tanto in dispositivi elettronici configurabili (DSP, FPGA, SoC-Linux based) quanto in circuiti ASIC. La prima scelta implementativa è attuata per la prototipazione di circuiti e sistemi digitali e quando la proprietà di riconfigurabilità è un fattore chiave nell’applicazione a cui l’architettura di elaborazione è destinata. La seconda soluzione implementativa è perseguita quando lo richiedono particolari esigenze prestazionali o quando l’applicazione corrisponde a ingenti volumi di produzione.
In quest’ottica l’attività di ricerca riguarda lo sviluppo, la prototipazione e l’ingegnerizzazione di architetture digitali negli aspetti hardware, firmware e software per l’elaborazione digitale ad altissime prestazioni di segnali e dati con massivi trattamenti algoritmici in tempo reale. Tutte le attività sono per la maggior parte inquadrate in contratti di ricerca e accordi di collaborazione con istituzioni scientifiche nazionali ed internazionali e hanno prodotto oltre trecento pubblicazioni su riviste e atti di congressi internazionali.
Risultati principali della ricerca

• Circuiti e Sistemi “Time-Mode”
  I circuiti “Time-Mode”codificano l’informazione come differenza di tempi di occorrenza di eventi digitali. In questi circuiti il convertitore “time-to-digital” (TDC) è un componente di base, cioè un sistema per mappare una variabile temporale in un codice digitale. Le applicazioni attuali e soprattutto in prospettiva di questi circuiti sono numerosissime e trasversali a molti settori scientifici e industriali, dai sistemi LIDAR nel settore automobilistico e della cibernetica (Smart Mobility, Industria 4.0) ai sistemi di imaging medicale quali SPECT e PET (Health), dai sistemi di visione “time-of-flight” per l’industria (Industria 4.0) a sistemi di scansione laser per l’automazione industriale (Industria 4.0), solo per citarne alcune. La ricerca si occupa principalmente dello sviluppo di architetture TDC innovative ad alte prestazioni progettate per dispositivi FPGA e SoC, diverse delle quali sono riconosciute come soluzioni oltre lo stato dell’arte.
• Elettronica di Potenza
  La ricerca attiva da oltre quindici anni è focalizzata sullo studio e lo sviluppo di architetture digitali innovative di controllo per la gestione dell’energia. Dapprima il mainstream è stato il controllo digitale nei convertitori DC-DC per alimentazioni di bassa potenza. Successivamente l’attenzione si è polarizzata sullo sviluppo di soluzioni innovative per il controllo digitale dei processi di scarica e carica nelle celle di accumulo impiegate nella trazione elettrica veicolare. Inoltre, la ricerca investiga sistemi digitali di gestione dell’energia nell’ambito della “generazione distribuita”, per cui sono studiate e realizzate architetture digitali ad elevata efficienza per gestire l’accumulo modulare con scambio di energia con la rete di distribuzione in entrambe le direzioni. I risultati trovano applicazione anche nell’ambito delle fonti di energia rinnovabile, in particolare fotovoltaica.
• Rivelatori di radiazione: metodi per il processamento ottimo digitale dei segnali
  Il gruppo studia fin dal 1992 i metodi per l’elaborazione digitale dei segnali da rivelatori di radiazione. In specifico le milestones sono lo studio e realizzazione sperimentale di metodologie DSP per il trattamento multicanale in tempo reale dei dati in uscita da rivelatori di radiazione; lo studio e realizzazione di filtri ottimi digitali adattati alle forme d’onda dei segnali e al rumore reale associato al segnale; algoritmi per la stima delle forme d’onda e metodi per la determinazione delle funzioni peso in presenza di vincoli temporali ed in frequenza; metodi di analisi delle forme d’onda; tecniche di DSP progettate per operare in tempo reale e contemporaneamente adattative a cambiamenti nelle caratteristiche del setup sperimentale.