Всем привет. Взялся я тут читать книжку Таненбаума "Архитектура компьютера". Он там компьютер до вентилей разбирает. И всё мне нравиться, но гложет сердце жажда эксперимента. В общем решил я не просто её почитать, а параллельно по моделировать в какой ни будь EDA (Автоматизированной системе проектирования электроники). Моделировать нужно только логические схемы (вентили) и сигналы. Но поскольку я ни каких EDA раньше не юзал, то решил спросить спецов, то есть Вас, чего лучше начинающему выбрать. Для себя я определился с требованиям, которые правда могут быть весьма расплывчатыми, и получилось следующие:
1. Система должна позволять моделировать схемы на уровне вентилей. Другие уровни не принципиальны и даже возможно излишни, поскольку я ни чего пока не понимаю, и в голове будет каша.
2. Система должна позволять моделировать сигналы на входах и выходах логической схемы. Чтобы я мог посмотреть поведение схемы в действии.
3. Система должна предоставлять хорошие возможности по визуализации поведения логических схем. Убогая визуализация может всё погубить на корню. Было бы неплохо, если бы можно было на эту визуализацию повлиять, например, чтобы встроенный язык программирования позволял влиять на вывод.
4. Хотелось бы, чтобы система могла "заставить" спроектированную мной схему выполнить программный код. Круто будет, если поддерживаться стандартные языки, типа C/C++, Assembler. Кстати Assembler я никогда не юзал, так что будет повод
5. Обязательно наличие по системе хорошей поддержки: книги, форумы и т.п.
6. Чёрт его знает, как там жизнь завернётся, если уж изучать какую EDA, то хотелось бы, чтобы это была система, которую можно использовать для работы. НО это в принципе, это НЕ принципиальное требование.
7. Ещё хотелось бы собрать, например Hub и моделировать работу сети на нём. Учитывая физические эффекты в линии: искажения сигналов при передаче длинных последовательностей единиц и нулей (которые приводят к сдвигу спектра в область низких частот), задержки, искажения сигналов при коллизиях и т.п.
В общем, нужно собрать логическую схему контроллера или даже микропроцессора (тогда наверно можно смело в дурку ехать ), подавать на входы сигналы и наблюдать их на выходе. Загрузить в контроллер или микропроцессор программу и посмотреть, как оно работает. Например, сделать систему вывода изображения на экран и смоделировать этот вывод. Ну как то так…

Если на уровне вентилей - то любая спайс система , лучше 64 битная, а то памяти в таком представлении не хватит.

А по подробней Что за спайс система и требовалось не только моделирование на уровне вентилей

Советую Вам обратить внимание на такие системы как: MicroCAP, Switcher CAD, Simetrix.
Вторая и третья, что я перечислил, бесплатные: вторая полностью, третья - с ограничениями на моделируемую схему.
Первая (на мой взгляд) не бесплатная, однако...

Я, лично, предпочитаю первую (MicroCAP). Удобна, если необходимо быстро набросать схему, снять характеристики. Подходит для моделирования цифровых схем (вентили, хотя название это не очень...) и аналоговых схем.

Вторая система тоже не очень сложная, но предназначена для моделирования, в основном, силовой импульсной техники (блоки питания, преобразователи и т.п.). Но никто не мешает моделировать логику.

С третьей не работал. Имеет в себе дополнительный модуль для силовой техники.

Есть еще такие симуляторы как Proteus (я его не люблю), PSPICE и др.

В общем ищите в инете по ключевым словам названий программ, а также по spice.

Успехов Вам! Все получится!

Да, поищите по симуляторам схем ветки на этом форуме. Искать рекомендую при помощи гугла. Много интересного, познавательного и полезного материала найдете!

SPICE (Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis).
Куча книг, форумов (Google поможет).
haker_fox привел некоторые из них
Выполнит ваши требования, исключая пункт 4, но если все разрисуете на уровне вентелей, привлечете компилятор для любого языка, и "засунете" откомпилированный двоичный код в память , то сможет.
Можете попробовать пакет NL5, там можно описывать поведение в "СИ" подобном стиле.

P.S. Нет такого пакета, который мог бы все делать, причем быстро.
P.P.S. А если только цифру, то посмотрите в сторону пакетов для FPGA.

Смотреть кучу логики, как логику, лучше в симуляторах для ПЛИС - хоть миллион вентилей переварит и просимулирует. Разумеется, как логику нулей, единиц и с задержками.
Это: Альтера - Quartus, Ксайлинкс - ISE. Можно в них сделать свои МК, фильтры, поддержку различных шин, высокоуровневые языки и пр. Большой плюс - после этого сможете залить в отладочную плату с ПЛИС и проверить себя.
Смотреть задержки и искажения сигнала в различных линиях лучше в Spice симулятое. Гонять через него большой реальный объём цифрового сигнала переведенного в свой аналоговый вид - нецелесообразно. Достаточно один раз узнать задержку и проверить на соответствие по логическим уровням. Симуляция с высокой правдивостью сигналов по передаче в несколько мегабайт это очень много потраченного времени и электроэнергии.

А чего не любите? Я демку по нему видел, в которой показано как спроектированная схема выполняет код на C++ при этом выводя результат на виртуальный экран. Правда больше о нём я ни чего не знаю.

Еще забыли Orcad и Multisim. Вроде б в обеих программах есть усеченные бесплатные студенческие версии. Orcad, правда, одна из наиболее тяжеловесных. Литература на русском языке, в разной степени подробности, есть на многие программы. На Proteus, кажется, нет. Есть компании любителей Proteus (на kazus.ru), LTSpice (на valvol.ru), MicroCap.

Чесно говоря по барабану платные они или нет. Пока про CAD'ы читал понял, что основных требований три:
1) Моделирование на логическом уровне;
2) Имитация работы на том же логическом уровне, с визуализацией этого процесса;
3) Возможность загрузить в модель программу на исполнение;
Последний пункт видел пока только у Proteus здесь http://www.labcenter.com/support/video/demo-movies.cfm
Хотелось бы узнать какие ещё варианты. Не охота мануалы по всем предложенным вариантам читать, это блин долго. Хочется определиться уже с выбором, взять книгу и забатанить её от корки до корки

Варианты, пожалуйста: VHDL , Verilog, SystemC

И на кой они мне это же языки проектирования электронных схем

А что вы собирались моделировать, электронные схемы или процесс квашения капусты, пора определяться!

Электронные схемы. Нафига мне языки описания электронных схем знать, если мне нужен редактор логических схем с возможностью моделирования их поведения

Тогда играйтесь кубиками из вышеперечисленных , хватит на первое время. А нафига Вам что-то знать я не подозреваю .

Результаты моделирования в протеусе и результаты реальной жизни железа попрой не соответствуют координально! Хотя кто-то принаровился, и использует. Но я свой выбор сделал - не в пользу протеуса. Однако Вы можете поработать с ним, вполне возможно, что знакомство окажется положительным


Ну так VHDL и др. позволяют это делать. У каждого способа свои преимущества и недостатки.

Я тут кстати поюзал Proteus и подозрение у меня вкралось, что я плохо объяснил чего мне надо. В Proteus для имитации работы логики требуется подавать на входы сигнал с определёнными параметрами. И снимая его с выходов делать заключение о работе схемы. А мне нужно абстрагироваться от сигналов и остаться наедине с нулями и единицами и логической схемой которая ими оперирует. То есть принцип такой рисуешь вентили(AND, OR, XOR, NOT и т.д.), объединяешь их в схему, подаёшь на входы согласованные наборы нулей и единиц, а на выходах снимаешь результат. Должны получаться таблицы, описывающие как поданные на вход нули и единицы влияют на нули и единицы на выходе. Заморачиваться с землёй, сопротивлениями, синусоидами и т.п. мне не нужно, нужна только логика работы на уровне нулей и единиц.

Чем вам не нравится FPGA-шный софт? Вот, например, как симулируется в уже упомянутом Quartus от Altera. Не нравятся языки, рисуйте логикой

Вот мне и не хочется ему что-то "хорошо" объяснять Реальному железу такого не надо, там своих проблем хватает, которые протеусом вообще не отследишь ( помехи, трассировка печатной платы... ).

На счет симуляторов: Вы уже попробовали что-нить?

Да пока кроме Proteus'a ни чего не пробовал. Поюзаю FPGA-шный софт, тогда отпишусь о впечатлениях. А за советы спасибо, хоть знаю куда копать теперь

Коллеги, я сижу на MULTISM'e много лет. И он меня достал по-чёрному. Во-первых, огромное к-во сбоев, и верить его рез-там моделирования схем ну никак нельзя. Во-вторых, совершенно уродский редактор схем. Рисует он очень плохо.
Если кто-то знает что-то лучше MULTISMа, очень прошу сообщить.
Требования "простые": нарисовал схему, подключил там, в редакторе, осциллограф (или другой прибор), "включил" схему и смотришь, что в ней происходит. Кто-то такое видел на практике?
А что до помех и трассировки, то их можно было бы сигналами, емкостями и утечками моделировать, но если симулятор ахинею показывает, то особо не помоделируешь.

А зачем же тогда "сидеть много лет"? Толку, ясное дело - ноль, раз доверия к результатам нет. Остаётся мазохизм?

по совокупности дружелюбия к юзеру и возможностям лучше Proteus ISIS не встречал. по точности результатов моделирования - не скажу, сравнить сложно, но и протеус, и все прочие известные программы моделирования используют одни и те же лицензированные библиотеки P-SPICE, поэтому думаю, что результаты все примерно одинаковы будут.

Да, включая ошибки моделирования
А вообще, иногда люди полагаются на симуляторы как на панацею. А симулятор это всего лишь оценочное средство. Так сказать "прикидочное".

Уважаемый Герц, вообще-то, мой "шкурный интерес" -- получить от Коллег "наводку" на более приличный симулятор, а не оправдывать своё многолетнее вокханье с поганкой MULTISIM'ом. Но раз Вы спрашиваете, то:
1. MULTISIM позволяет как-то нарисовать и сохранить схему (всё ж лучше, чем на бумажке; правда, новые версии плохо читают старые файлы), посмотреть всякие токи-напряжения-осциллограммы. И чаще всего это всё правда, даже в довольно сложных случаях. Но довольно часто, в простых случаях, он даёт ахинею. Например, в одновибраторе соедините инверт.выход с инверт.входом -- он всё равно перезапустится во время работы. Или надысь собрал для школьника транзисторный каскад усиления с резистором в эмиттере, k=5, а MULTISIM дал какое-то абстрактное усиление: каскад не работает. Пока случай прост, Вы видите ошибку, раздражаетсь и исправляете в уме. Но начинаете сомневаться в сложных рез-тах. Может, и к лучшему: больше думаете, не даёте мозгам заизвестковаться. И всё ж, как-никак, основную работу он для Вас сделал. Опять же, для него автоматическая трассировка есть.
2. В моём окружении MULTISIM считают лучшим для пользователя-от-случая-к-случаю. Опять же, National Instruments купило MULTISIM: те уж, мол, знают, что покупать.
3. Серьёзные люди пользуются PS SPICES, но это их работа 8 час в день. И это текстовый редактор, а не "живая" рисовалка для радиолюбителей. Это пакет, с которым профессионал может всё. Но это тяжёлый пакет.

Спасибо, уважаемый ARV. Пошёл я по наводке yakub_EZа (спасибо ему) на Youtube, посмотрел там несколько демок на Proteus ISIS и пришел к выводу, что это примерно то же, что MULTISIM. По поверхностному впечатлению, я бы сказал, различие в графических ньюансах. В PROTEUSе Вы ставите параметры графера, а в MULTISIMе переключаете установки "осциллографа" или анализатора спетктра или Боде-плоттера (по-нашему, наверное, АЧХ-метр).
Детский вопрос: б-ки в ПРОТЕУС входят, или их надо отдельно качать? Если входят, то их там примерно столько же, сколько в MULTISIMе, или поставил PROTEUS, а потом начинается отд.жизнь по добыче библиотек?

Об ошибках моделирования: У меня к Вам, уважаемый ARV, просьба. Если в Ваших библиотеках есть Retriggerable Monostable (например, 74123) то соедините, пожалуйста, ему инверт.выход с инверт.входом и подайте серию импульсов чаще, чем длительность вых.импульса. Перезапустится он в PROTEUSе во время работы, или честно даст один импульс, подождёт очередной запуск и опять даст один импульс?


Демок MicroCAP на Youtub'е не нашёл, но сгрузил пару руководств к лабам на нём. Поверхностно боль-мень понятно.

А не подскажете ли, уважаемый Haker_fox, богат ли MicroCAP' библиотеками элементов? Ну, например, наугад, есть в нём компаратор LM393AD или высокоточный опер.усил. LM308AN8 или однополярный инструментальный оп.амп. ACF2101BP? И тяжело ли Вам жить, если в б-ке этого нет?

А как там с трассировкой?

Заранее спасибо.

Вы под демками подразумеваете видео?

Богат/беден - понятия субъективные Кому-то 5 элементов - много, а кому-то мало и сотни
Не знаю, как посмотреть количество элементов, доступное в моем MC 9.

LM393 - есть, остальных нет.

Нет, жить не тяжело по этой причине Я полагаю, что количество компонентов в библиотеке симулятора это не основной критерий его выбора. Производители электронных компонентов как правило выкладывают SPICE-модели, которые можно добавить в библиотеку.

Насколько я знаю, трассировки там нет.

MC - это программа для "быстрого" аппробирования идеи.

Если нужна разводка, а по сути сквозное проектирование (идея-модель-схема-печатка), то стоит присмотреться к таким системам как Altium Designer и др.

Ну, да; плюс любые PDF, PPT и прочие. Демо-версию я нашел почему-то лишь на хакерском сайте. Сослепу влез; еле ноги унёс. И то не уверен, не прикрутили ли они мне что-нить.
Значит, беден.
Вы ссылочек не подбросите? Не везло мне надыбать.
Вы ALTIUM смотрели? Тяжеловата, говорят, кольчужка?

А что это за текстовый редактор PS SPICES, которым пользуются серьезные люди? Ссылку please. А может это PSPICE от MicroSim которая через OrCAD перекочевала в Cadence? А Вы подсмотрели как в текстовом редакторе пишутся модели и их параметры (их точно не рисуют )?

Все эти элементы имеются (у меня по крайней мере в MC v9.0.6.1).

ЗЫ. Помоему с мультисимом вообще не сравниться, небо и земля. Имхо мультисим это игрушка для инженеров, которые кроме передних панелей приборов ничего не видели в жизни. Хотя Лабвью уважаю, но для моделирования схем- однозначно МС!!

1. различия, конечно, есть, но не кардинальные: в протеусе есть все нужные средства как для наблюдения сигналов, так и по их "генерации". в том числе есть системы построения графиков, АЧХ, ФЧХ и т.п., а для наблюдения "в реальном времени" - виртуальные осциллографы и т.п. - выбирайте, что нужно


2. библиотек в протеусе полно, однако есть ряд достадных моментов, когда библиотечный элемент не содержит соответствующей SPICE-модели... однако, имеется возможность эти модели создавать самостоятельно вручную (как настоящие профессионалы - в текстовом редакторе ) либо скачивать из сети и подключать готовые.

3. по поводу вашей просьбы: нарисуйте мне конкретную схему с конкретными номиналами - попробую и отпишусь.

З.Ы. протеус вообще - это система сквозного проектирования: схема - моделирование - трассировка платы - 3D-модель. конкретно моделированием занимается Proteus ISIS.

У каждого симулятора свои плюсы и минусы. Ругая Мультисим, не забывайте что у него есть средства расширенного спайса, которых нет в МС , и которые позволяют создавать элементы схем с уникальными свойствами, которые в MC создать нельзя. Приходилось этим пользоваться .
Также большим преимуществом мультисима является наличие интерактивных элементов , которые позволяют "вмешиваться" в анализ переходных процессов по ходу дела ( в случаях очень долгих симуляций , чтобы не начинать всё заново, достаточно просто понажимать клавиши ) . Это иногда позволяет здорово сэкономить время.
Но у МС есть и явные преимущества перед мультисимом - например возможность аналитического задания параметров от времени (резисторов например или индуктивностей).
Очень часто пользуюсь симетриксом ( у него наилучшая сходимость результата и реже ситуация сингулярности), при скорости выше чем у МС.

Демо-версии уж точно следует брать не на хакерских сайтах, а на официальных. Она там есть.

Я ошибся, и два оставшихся компонента там есть.
Но еще раз повторюсь: беден/богат - понятия субъективные.

На сайте производителя компонентов поиском находите spice модель. Например тут.

Немного работаю. Нормальная система. Тяжела/легка - это что? Вес, сложность освоения? Что-то другое?

У меня тоже есть

Коллега, я не знаю ссылок. Я вообще сюда зашёл спросить, а не посоветовать. "Текстовый редактор", судя по Вашей реакции, оказалось неудачным выражением: надо было сказать, что это не графический интерфейс.


Спасибо, уважаемый ARV, за Ваш ценный для меня ответ.
Да, спасибо, сделаю. Завтра, можно? У меня здесь уже 22:49. Устал несколько.

Грозен Вы, Тау, однако: и МС, и Мультисим, и Симетрикс. Не удивлюсь, если узнаю, что по выходным Вы ещё и истребитель в воздух поднимаете.

Да тут вообще у вас компания неслабая подобралась.

Из этой темы пора писать конспект, загружаться демо-версиями и гонять пакеты до вскипания мозгов.

Спасибо, Коллеги. Такой результативности не ожидал даже: ведь и тема не моя была.

Спасибо!

Об ошибках моделирования: У меня к Вам, уважаемый ARV, просьба. Если в Ваших библиотеках есть Retriggerable Monostable (например, 4538) то соедините, пожалуйста, ему инверт.выход с инверт.входом и подайте серию импульсов чаще, чем длительность вых.импульса. Перезапустится он в PROTEUSе во время работы, или честно даст один импульс, подождёт очередной запуск и опять даст один импульс?
Я попытался вырезать для Вас одновибратор из своего раб.файла, чтобы воспроизвести ложный перезапуск. Ибо этот перезапуск просто противоречил логической таблице одновибратора.
Вырезал и прилагаю, но перезапуск не смог воспроизвести. Потому, что мой MSim вообще почти не работает: не запускает триггер Шмитта, операционник вдруг "сгорел" и не мычит, и проч.и проч.
Прилагаю несколько файлов с самыми разными неисправностями. Если Вы сможете запустить одновибратор, то поднимите, пожалуйста, частоту генератора для получения ложного перезапуска.

Всем желающим покувыркаться в MSim'е с прилагаемыми файлами -- желаю приятного времяпрепровождения.
Файлы *.ms10 форум почему-то запрещает. Посему слил в "Сбои_MULTISIMа.zip": звыняйтэ, пановэ, за неудобство.

Для тех, у кого нет MULTISIMа, прилагаю схемы в формате PDF

промоделировал схему с 4538 в протеусе, картинки прилагаю. к сожалению, для 74HC4538 модели не нашлось, нашлась для CMOS-варианта.
вы ожидали увидеть именно это или что-то иное?
рисовать сложную схему что-то не захотелось... это необходимо? уж больно много там накручено...

Да! Оно самое. Спасибо! Как сказано у Марка Твена, теперь я вижу, что я в здравом уме.
Нет, спасибо, не необходимо: я уже качаю Протеус.

Уважаемый ARV, спасибо за Протеус. Очень впечатлён интерфейсом, количеством библиотек и чёткостью работы.
Сбегал на Казус на форум о Протеусе. Посмотрел баги. Ну-у-у, с такими можно жить!
То есть, как в падающем лифте: "Пока всё идёт нормально".
Но если серьёзно, то ОЧЕНЬ Вам признателен.
Был бы я недалеко от Новочеркасска, уже бы ехал к Вам пиво пить. Или что Вы там пьёте.
Я, правда, вообще ничего не пью. Как верблюд. Но это бы нам не помешало.
Мешает только расстояние: между нами этак тысяч 20. По прямой. И это грустно.