Design Automation Methods and Tools for Microfluidics-Based Biochips

بیوچیپ‌های مبتنی بر میکروفلوئیدیک که به‌عنوان آزمایشگاه روی تراشه یا bio-MEMS نیز شناخته می‌شوند، به طور فزاینده‌ای برای تجزیه و تحلیل DNA، تشخیص‌های بالینی، و تشخیص/دستکاری مولکول‌های زیستی محبوب می‌شوند. با افزایش استفاده از تراشه های زیستی مبتنی بر میکروسیال، انتظار می رود پیچیدگی آنها به دلیل نیاز به سنجش های متعدد و همزمان روی تراشه و همچنین مکانیسم های کنترلی پیچیده تر برای مدیریت منابع، قابل توجه باشد. همچنین انتظار می رود که زمان عرضه به بازار و تحمل خطا نیز به عنوان ملاحظات طراحی ظاهر شوند. در نتیجه، تکنیک‌های طراحی کاملاً سفارشی فعلی برای طرح‌های بزرگ‌تر مقیاس خوبی ندارند. نیاز به ارائه همان سطحی از پشتیبانی CAD به طراح تراشه‌های زیستی وجود دارد که صنعت نیمه‌رسانا اکنون آن را بدیهی می‌داند.

روش‌ها و ابزارهای اتوماسیون طراحی برای تراشه‌های زیستی مبتنی بر میکروفلوئیدیک با تمام جنبه‌های اتوماسیون طراحی سروکار دارد. تراشه های زیستی مبتنی بر میکروسیال کارشناسان فصل هایی را در مورد جنبه های مختلف اتوماسیون طراحی بیوچیپ ارائه کرده اند. موضوعات شامل مدل سازی دستگاه. انطباق سنجش‌های زیستی برای پیاده‌سازی روی تراشه؛ روش های عددی و ابزارهای شبیه سازی؛ سنتز معماری، برنامه ریزی و اتصال عملیات سنجش؛ طراحی فیزیکی و قرار دادن ماژول؛ مدل سازی و آزمایش خطا؛ روش های پیکربندی مجدد.

Microfluidics-based biochips, also known as lab-on-a-chip or bio-MEMS, are becoming increasingly popular for DNA analysis, clinical diagnostics, and the detection/manipulation of bio-molecules. As the use of microfluidics-based biochips increases, their complexity is expected to become significant due to the need for multiple and concurrent assays on the chip, as well as more sophisticated control mechanisms for resource management. Time-to-market and fault tolerance are also expected to emerge as design considerations. As a result, current full-custom design techniques will not scale well for larger designs. There is a need to deliver the same level of CAD support to the biochip designer that the semiconductor industry now takes for granted.

Design Automation Methods and Tools for Microfluidics-Based Biochips deals with all aspects of design automation for microfluidics-based biochips. Experts have contributed chapters on various aspects of biochip design automation. Topics include device modeling; adaptation of bioassays for on-chip implementations; numerical methods and simulation tools; architectural synthesis, scheduling and binding of assay operations; physical design and module placement; fault modeling and testing; reconfiguration methods.