Continuous-flow microfluidics has evolved very rapidly in the last twenty years. Biochemical applications can be performed in parallel and automatically on continuous-flow microfluidic chips, by which more precise results with higher throughput can be achieved. To date, most continuous-flow microfluidics are still designed manually, which is time-consuming, error-prone, and especially impractical for large-scale-integration. Design automation researchers started to develop design automation tools for continuous-flow microfluidics about ten years ago. Some of these are front-end tools, which scheduled biological operations from assay protocols and allocated these operations to microfluidic devices. Some others are back-end tools, which performed automatic device placement and micro-channel routing. As new on-chip components, e.g., sieve valves, and new architectures, e.g., a homogeneous valve-centered architecture, are continuously invented and adopted, design automation tools also evolve accordingly over time. This dissertation first provides a brief review of design automation research for continuous-flow microfluidics over the last decade. In this review, a detailed description is given for the microfluidic architecture and the general topics of front-end as well as back-end research in design automation field. Selected research results are then introduced according to their appearance over time, which also matches the general trend of research topics from front-end to back-end. The main body of the dissertation presents new research results that cover four topics in four chapters: temporary caching of fluids, sieve valve exploration, synthesis for reconfigurable chips, and the layout generation tool Columba.     «

Continuous-flow microfluidics has evolved very rapidly in the last twenty years. Biochemical applications can be performed in parallel and automatically on continuous-flow microfluidic chips, by which more precise results with higher throughput can be achieved. To date, most continuous-flow microfluidics are still designed manually, which is time-consuming, error-prone, and especially impractical for large-scale-integration. Design automation researchers started to develop design automation tool...     »

Continuous-Flow Mikrofluidik hat sich in den letzten 20 Jahren schnell entwickelt. Biologische Anwendungen können in den continuous-flow Mikrofluidikchips parallel und automatisch durchgeführt werden. Somit können präzise Ergebnisse mit hohem Durchsatz erreicht werden. Heute werden continuous-flow Mikrofluidikchips typischerweise noch manuell entworfen. Der manuelle Entwurf ist üblicherweise zeitaufwändig und fehleranfällig und kann Large-Scale-Integration kaum unterstützen. Vor etwa 10 Jahren begannen Wissenschaftler damit, Werkzeuge für die Entwurfsautomatisierung von continuous-flow Mikrofluidik zu erforschen. Diese Werkzeuge lassen sich grundsätzlich in zwei Kategorien einteilen: front-end Werkzeuge, die für Ablaufplanung und Bindung verantwortlich sind, sowie back-end Werkzeuge, die für Plazierung und Verdrahtung verantwortlich sind. Mit der technologischen Weiterentwicklung werden neue Mikrofluidikkomponenten, wie z.B. Siebventile, erfunden, und neue Mikrofluidikarchitekturen, wie homogene Ventil-basierte Architektur, verwendet. Dementsprechend entwickeln sich auch die Werkzeuge für Entwurfsautomatisierung weiter. Diese Dissertation beginnt mit einer kurzen Übersicht über Forschungsergebnisse der Entwurfsautomatisierung für continuous-flow Mikrofluidik im letzten Jahrzehnt. Zuerst wird eine detaillierte Vorstellung der Mikrofluidikarchitektur und der allgemeinen Forschungsthemen auf dem front-end sowie dem back-end Forschungsgebiet gegeben. Dann werden ausgewählte Forschungsresultate chronologisch eingeführt, um vorherige Forschungsergebnisse zusammenzufassen. Im Anschluss werden in vier Kapiteln Forschungsmethodik und Forschungsergebnisse zu folgenden Themen ausführlich dargestellt: temporäre Zwischenspeicherung von Flüssigkeiten, high-level Synthesis unter Berücksichtigung der Siebventile, Synthese für rekonfigurierbare Mikrofluidikchips, sowie das umfassende Werkzeug Columba zur Layoutgenerierung.     «

Continuous-Flow Mikrofluidik hat sich in den letzten 20 Jahren schnell entwickelt. Biologische Anwendungen können in den continuous-flow Mikrofluidikchips parallel und automatisch durchgeführt werden. Somit können präzise Ergebnisse mit hohem Durchsatz erreicht werden. Heute werden continuous-flow Mikrofluidikchips typischerweise noch manuell entworfen. Der manuelle Entwurf ist üblicherweise zeitaufwändig und fehleranfällig und kann Large-Scale-Integration kaum unterstützen. Vor etwa 10 Jahren b...     »