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1. FORMAZIONE
2. ATTIVITA' POST DOTTORATO
3. Posizione attuale
1. ATTIVITA’ DI RICERCA
L’attività’ di ricerca di Giovanni Collodi si svolge con continuità a partire dal periodo immediatamente successivo alla laurea (1996).Alla originaria attività scientifica finalizzata allo sviluppo di metodi di sintesi innovativi per la progettazione di circuiti MMIC multifunzionali e allo studio di modelli CAD affianca a partire dal 2003 e fino al 2012 l’interesse verso il filone di ricerca orientato allo studio e allo sviluppo di Sistemi Wireless di tipo Embedded, con particolare riferimento alle tecnologie e alle problematiche sia di tipo hardware che software legate alle Wirelesss Sensor Network. In particolare il Dr. Collodi risulta essersi occupato dei seguenti argomenti:
Dispositivi ad Effetto Tunnel Risonante ed Applicazioni a MicroondeLa ricerca si è proposta di investigare le modalità di funzionamento di un Heterojunction Interband Tunneling FET (HITFET) e le sue potenzialità come elemento primario per lo sviluppo di circuiti integrati a microonde per applicazioni wireless. Tale attività si è svolta all’interno del progetto di ricerca, denominato Quantum Microwave Monolithic Integrated Project (QMMIC project), condotto in collaborazione con il Physics Sciences Research Laboratory, Motorola Labs., in Phoenix, USA.
Modelli di transistor a microonde. L’attività svolta in questo settore ha portato alla definizione di un modello distribuito per transistor ad effetto di campo per microonde in cui la componente passiva, che è descritta in termini equivalenti mediante tecniche d’analisi elettromagnetica (effettuato con l’ausilio di tools commerciali), è utilizzata per connettere una successione di elementi attivi elementari, corrispondenti ad altrettante sottosezioni della regione attiva. Quest’ultima è stata modellata analiticamente o empiricamente, secondo il grado di accuratezza e della massima complessità accettabile. Il modello tridimensionale derivato, ha permesso al progettista di ottimizzare le prestazioni del circuito, agendo direttamente sulle geometrie dei dispositivi attivi che lo compongono. La verifica sperimentale è stata effettuata su campioni di dispositivo aventi differenti geometrie e forniti da diverse fonderie come GEC-Marconi di Towcester (UK) e Philips Microwave Limeil di Grenoble (F), Motorola (USA). Il lavoro ha fornito interessanti risultati per la definizione di accurati modelli circuitali sia per il regime lineare che per quello nonlineare e ha permesso di ottenere un’elevata capacità predittiva durante la fase di definizione del layout del dispositivo stesso.Nel campo dei modelli distribuiti, il lavoro si sta evolvendo verso l’integrazione di accurate descrizioni dei fenomeni termici in grado di predire con grande esattezza il funzionamento di dispositivi di elevate dimensioni e potenza. I risultati ottenuti da quest’attività di ricerca hanno riguardato lo sviluppo di nuovi e più efficienti modelli per il CAD, strumenti per l’analisi globale dei circuiti integrati a microonde, ottimizzazione delle strutture dei dispositivi attraverso una rigorosa interpretazione dei fenomeni fisici che intervengono in un dispositivo elettronico.
Circuiti integrati a microonde. I risultati di maggiore interesse hanno riguardato lo sviluppo di MMIC multifunzionali realizzati in tecnologia GaAs per link radio a breve distanza, di MMIC per ricevitori ad acquisizione diretta, di mixer ad elevata reiezione e linearità. Nell’ambito dei succitati progetti l’approccio seguito è sempre stato quello dell’ottimizzazione delle prestazioni mediante l’applicazione di metodi di sintesi innovativi e di un’evoluzione topologica.
Interface analogico digitali dedicate:Tale attività è stata condotta nell’ambito della collaborazione con l’Osservatorio Astrofisico di Arcetri ed è stata inquadrata nel più ampio progetto Atacama Large Millimeter Array (ALMA), volto alla realizzazione di un radiotelescopio a larghissima banda (fino a 300 GHz) che viene finanziato, a livello europeo, da ESO. Più specificatamente tale attività ha riguardato lo studio e la progettazione di campionatori veloci e demultiplexer custom specificatamente pensati per il particolare tipo di applicazione. Le principali problematiche relative allo sviluppo di tali componenti sono stata rappresentate dalle elevate frequenze di clock, dai livelli di accuratezza richiesti, dal basso consumo legato alle elevate altitudini cui il sistema dovrà lavorare. Questa attività ha condotto alla realizzazione di alcuni prototipi di campionatori funzionanti a 4 GHz e Demultiplexer 1:8 sempre a 4 GHz adesso in fase di test.
Sistemi Wireless di tipo Embedded e Wirless Sensor Network:Tale interesse è testimoniato dai progetti, sia a livello nazionale che internazionale, su argomenti correlati cui sta prendendo parte.L’attività di ricerca condotta in questo settore, correlata anche alla partecipazione ai sopraccitati progetti, ha condotto il Dr.Collodi ad investigare le numerose problematiche legate allo studio, lo sviluppo, l’implementazione e al testing dei sistemi Wireless di tipo Embedded e delle WSN.In particolare si è occupando di aspetti architetturali e sistemistici connessi all’ottimizzazione delle prestazioni complessive delle reti, con particolare riferimento alla massimizzazione dell’efficienza e dell’affidabilità globale dei sistemi, proseguendo poi nell’affrontare il problema dell’ottimizzazione delle prestazioni dei singoli blocchi funzionali costituenti l’infrastruttura di rete. Per il raggiungimento di tali obbiettivi sono stati affrontati argomenti quali la progettazione, lo sviluppo e il test di protocolli di comunicazione finalizzati ad assicurare una connettività dei sistemi sicura, affidabile, robusta e a basso consumo allo scopo di garantire un monitoraggio accurato dei parametri di riferimento.La complessità degli scenari delineati dalle tematiche legate allo sviluppo di applicazioni embedded orientate al monitoraggio ambientale spinge ad investigare soluzioni atte a massimizzare parametri fondamentali per la funzionalità dei sistema quali la connettività, l’efficienza ed il basso consumo, anche attraverso l’individuazione di soluzioni originali volte all’ottimizzazione delle performance dei singolo blocchi hardware.
2. PRINCIPALI PROGETTI DI RICERCA CUI HA PARTECIPATO
Il Dr. Collodi ha partecipato a numerosi progetti di ricerca sia in ambito nazionale che internazionale.
Quantum Microwave Monolithic Integrated Circuits:Progetto condotto in collaborazione in collaborazione con il Physical Sciences Reserach Lab, Motorola Labs, Tempe, Arizona. Broadband higly linear active mixerProgetto di ricerca finanziato dalla società Elettronica s.p.a volto alla realizzazione di una famiglia di mixer ad elevata linearità e larghezza di banda
Realizzazione di interfacce analogico digitali veloci dedicateIl progetto si è inquadrato più ampio progetto di ricerca relativo alla realizzazione dell’Atacama Large Millimeter Array (ALMA) finanziato dall’ESO.
Progetto Integrato GOOD FOOD FP6- IP 508774: Progetto Integrato del VI Programma Quadro (2004 - 2007)
Progetto DUST BOT - FP6 – 045299: Progetto STREP del VI Programma Quadro (2007 - 2009)
Progetto SLP:Progetto condotto in collaborazione con l’istituto Superiore Sistemi Territoriali (Siti Torino) e con l’Istituto Superiore Mario Boella (Torino)
Progetto CREA:Progetto condotto in collaborazione con l’istituto con l’istituto Superiore Sistemi Territoriali (Siti Torino) e con l’Istituto Superiore Mario Boella (Torino)
Progetto PegasusProgetto sviluppato nell’ambito del Programma Industria 2015.
Progetto “TBD”Progetto finaziato dall’Ente Cassa di Risparmio di Firenze (2014)
Progetto PRIN Anno 2016Finanziato nell’ambito del PRIN
3. COLLABORAZIONI SCIENTIFICHE I
Dr. Collodi ha potato avanti collaborazioni scientifiche con seguenti istituti di ricerca Nazionali ed Internazionali
4. ATTIVITÀ DIDATTICA
Dal 2001 al 2005 - Professore a contratto di Elettronica 1 Nuovo Ordinamento presso la Facoltà di Ingegneria.
Dal 2005 al 2010 – Docente (affidamento) del corso di Circuiti Integrati per Applicazioni Wireless presso la Facoltà di Ingegneria
Dal 2010 al 2016 – Docente (affidamento) del corso di Tecnologie e Sistemi per le Applicazioni Wireless presso la Facoltà di Ingegneria
Dal 2005 al 2017 – Docente (affidamento) del corso di Microsistemi Elettronici ad Alta Frequenza presso la Facoltà di Ingegneria
Legenda
1. TRAINING
He obtained his degree in Electronic Engineering from the University of Florence in December 1996, discussing a thesis entitled "Mesfet Model for Large Signals Oriented to Design GaAs MMIC"
Awarded PhD in March 2001 by discussing a thesis entitled "Interband Quantum Resonant Devices: Circuit Models and MMIC Applications"
2. POST DOCTORATE ACTIVITY
Year 2001 he is a Fellow at the Astrophysical Observatory of Arcetri
In 2002 he was appointed Research Fellow at the Astrophysical Observatory of Arcetri with a collaboration in the field of "Digital technologies for processing radio-astronomical signals".
In 2003 he is a Research Fellow at the Astrophysical Observatory of Arcetri with a collaboration in the field of "Digital technologies for processing radio-astronomical signals".
Year 2004 and Research Fellow at the Department of Electronics and Telecommunications of the University of Florence with a collaboration in the field of "Study and implementation of a wireless Multi-Hop communication system for a sensor network".
3. CURRENT POSITION
In February 2004, he was the winner of a comparative evaluation for a position of Researcher in the disciplinary field ING-INF/01 at the Faculty of Engineering of the University of Florence.
On 01 January 2005 he joined the Faculty of Engineering of the University of Florence as a Researcher Unconfirmed.
In July 2008, after evaluation, he obtains the Researcher Confirmation (valid from 01 January 2008)
1. RESEARCH ACTIVITY
The research activity of Giovanni Collodi is continuous from the period immediately following his degree (1996).The original scientific activity aimed at the development of innovative synthesis methods for the design of multifunction MMIC circuits and the study of CAD models from 2003 until 2012 is accompanied by an interest in the field of research oriented to the study and the development of Embedded Wireless Systems; with particular reference to the technologies and problems of both hardware and software related to the Wirelesss Sensor Network.In particular, Dr. Collodi is said to have dealt with the following subjects:
Resonant Tunnel Devices and Microwave ApplicationsThe aim of this research is to investigate how a Heterojunction Interband Tunneling FET (HITFET) works and its potential as a primary element for the development of microwave integrated circuits for wireless applications. This activity was carried out within the research project, called Quantum Microwave Monolithic Integrated Project (QMMIC project), conducted in collaboration with the Physics Sciences Research Laboratory, Motorola Labs., in Phoenix, USA.
Microwave transistor models.Work in this area has led to the definition of a distributed model for microwave field effect transistors in which the passive component, which is described in equivalent terms by electromagnetic analysis techniques (performed with the aid of commercial tools), is used to connect a succession of elementary active elements, corresponding to as many subsections of the active region. The latter has been modelled analytically or empirically, according to the degree of accuracy and maximum acceptable complexity. The derived three-dimensional model enabled the designer to optimize the performance of the circuit, acting directly on the geometries of the active devices that make up it. The experimental test was carried out on samples of devices with different geometries and supplied by various foundries such as GEC-Marconi in Towcester (UK) and Philips Microwave Limeil in Grenoble (F), Motorola (USA). The work provided interesting results for the definition of accurate circuit models for both linear and nonlinear regime and allowed to obtain a high predictive capacity during the phase of defining the layout of the device itself.In the field of distributed models, work is evolving towards the integration of accurate descriptions of thermal phenomena which can predict with great accuracy the operation of large and powerful devices.The results of this research activity have concerned the development of new and more efficient CAD models, tools for the global analysis of microwave integrated circuits, Optimization of device structures through a rigorous interpretation of the physical phenomena involved in an electronic device.
4. TEACHING ACTIVITIES
From 2001 to 2005 - Professor under contract of Electronics 1 Nuovo Ordinamento at the Faculty of Engineering.
From 2005 to 2010 - Lecturer (entrustment) of the course of Integrated Circuits for Wireless Applications at the Faculty of Engineering
From 2010 to 2016 - Lecturer (entrustment) of the course in Technologies and Systems for Wireless Applications at the Faculty of Engineering
From 2005 to 2017 - Lecturer (entrustment) of the course of High-frequency Electronic Microsystems at the Faculty of Engineering
