Circuit Simulation Software - Phần mềm mô phỏng mạch điện tử
Mô hình hệ thống ảo Proteus Virtual System Modelling (VSM) kết hợp mô phỏng SPICE chế độ hỗn hợp với mô phỏng vi điều khiển nhanh hàng đầu thế giới. Nó cho phép tạo mẫu prototype nhanh chóng cả thiết kế phần cứng hardware và firmware trong phần mềm!
Thiết kế, kiểm tra và gỡ lỗi các dự án nhúng của bạn trong bộ mô phỏng mạch điện tử Proteus trước khi đặt hàng nguyên mẫu prototype vật lý. Phát triển linh hoạt cho quy trình làm việc của hệ thống nhúng.
Các tính năng của VSM
Quy trình làm việc nhúng hoàn chỉnh (Complete Embedded Workflow)
-
Đối với các kỹ sư nhúng, Proteus VSM thu hẹp khoảng cách trong vòng đời thiết kế giữa việc tạo sơ đồ nguyên lý và bố trí PCB. Nó cho phép bạn viết và áp dụng firmware của mình cho bộ vi điều khiển được hỗ trợ trên sơ đồ, sau đó đồng mô phỏng chương trình trong mô-đun mô phỏng mạch SPICE chế độ hỗn hợp, bao gồm các thiết bị ngoại vi MCU.
-
Bạn có thể tương tác với thiết kế bằng cách sử dụng các chỉ báo trên màn hình như màn hình LED và LCD cũng như các bộ truyền động như công tắc và nút. Proteus VSM cũng cung cấp các phương tiện gỡ lỗi mở rộng bao gồm các điểm dừng, bước đơn và hiển thị biến cho cả mã hợp ngữ và nguồn ngôn ngữ cấp cao.
|
|
|
|
Thiết kế (Design)
-
Proteus VSM sử dụng phần mềm Schematic Capture đã được chứng minh của Labcenter để cung cấp môi trường cho việc nhập và phát triển thiết kế. Proteus Schematic là một sản phẩm lâu đời và kết hợp tính dễ sử dụng với các công cụ chỉnh sửa mạnh mẽ. Nó có khả năng hỗ trợ tạo sơ đồ nguyên lý schematic capture cho cả mô phỏng và thiết kế PCB. Các thiết kế được nhập vào Proteus VSM để thử nghiệm có thể được đưa vào danh sách bố cục PCB bằng các sản phẩm phần mềm thiết kế PCB Design của Labcenter hoặc bằng các công cụ bố trí bản mạch PCB layout tools của bên thứ ba. ISIS cũng cung cấp mức độ kiểm soát rất cao đối với hình thức bản vẽ, về độ rộng đường mạch “ line widths”, màu nền “fill styles”, phông chữ “fonts”, v.v. Những khả năng này được sử dụng tối đa trong việc cung cấp đồ họa cần thiết cho hoạt ảnh mạch.
|
|
|
|
Mô phỏng (Simulation)
-
Tính năng thú vị và quan trọng nhất của Proteus VSM là khả năng mô phỏng sự tương tác giữa phần mềm chạy trên bộ vi điều khiển và bất kỳ thiết bị điện tử tương tự hoặc kỹ thuật số nào được kết nối với nó. Mô hình bộ điều khiển vi mô nằm trên sơ đồ cùng với các linh kiện khác trong thiết kế sản phẩm của bạn. Nó mô phỏng việc thực thi mã đối tượng “object code” (mã máy - machine code) của bạn, giống như một con chip thật. Nếu mã chương trình ghi vào một cổng port, các mức logic trong mạch sẽ thay đổi tương ứng và nếu mạch thay đổi trạng thái các chân của bộ xử lý, thì mã chương trình của bạn sẽ nhìn thấy điều này, giống như trong đời thực.
-
Các mô hình CPU VSM mô phỏng đầy đủ các cổng I/O, ngắt, bộ định thời, USART và tất cả các thiết bị ngoại vi khác có trên mỗi bộ xử lý được hỗ trợ. Nó không khác gì một phần mềm mô phỏng đơn giản vì sự tương tác của tất cả các thiết bị ngoại vi này với mạch bên ngoài được mô hình hóa hoàn toàn ở mức dạng sóng và do đó toàn bộ hệ thống được mô phỏng.
-
Với hơn 750 biến thể bộ vi xử lý được hỗ trợ, hàng nghìn mô hình SPICE nhúng và một trong những thư viện thiết bị ngoại vi mô phỏng nhúng lớn nhất thế giới, Proteus VSM vẫn là lựa chọn đầu tiên cho mô phỏng nhúng.
|
|
|
|
Đo lường và phân tích (Measurement and Analysis)
-
Proteus VSM bao gồm một số công cụ ảo bao gồm Máy hiện sóng “Oscilloscope”, Bộ phân tích logic “Logic Analyser”, Bộ tạo hàm “Function Generator”, Bộ tạo mẫu “Pattern Generator”, Bộ đếm thời gian “Counter Timer” và Thiết bị đầu cuối ảo “Virtual Terminal” cũng như vôn kế và ampe kế đơn giản. Ngoài ra, Proteus VSM còn cung cấp các bộ phân tích giao thức chế độ Master/Slave/Monitor chuyên dụng cho SPI và I2C - chỉ cần nối chúng vào các đường nối tiếp và theo dõi hoặc tương tác trực tiếp với dữ liệu trong quá trình mô phỏng. Một cách thực sự vô giá (và không tốn kém!) để có được phần mềm giao tiếp của bạn ngay trước khi tạo nguyên mẫu phần cứng.
-
Nếu bạn muốn thực hiện các phép đo chi tiết trên biểu đồ hoặc thực hiện các loại phân tích khác như phân tích tần số, độ méo, nhiễu hoặc quét của các mạch tương tự, bạn có thể mua gói tùy chọn mô phỏng nâng cao Advanced Simulation Option. Tùy chọn này cũng bao gồm tính năng phân tích sự phù hợp Conformance Analysis - một công cụ độc đáo và mạnh mẽ để đảm bảo chất lượng phần mềm.
|
|
|
|
Gỡ lỗi (Debugging)
-
Mặc dù Proteus VSM đã là công cụ duy nhất có khả năng chạy mô phỏng gần thời gian thực của các hệ thống bộ điều khiển vi mô hoàn chỉnh, sức mạnh thực sự của nó đến từ khả năng thực hiện các mô phỏng này ở chế độ chạy từng bước Step Mode. Tính năng này hoạt động giống như trình gỡ lỗi phần mềm Debugger yêu thích của bạn, ngoại trừ việc khi bạn thực hiện từng bước mã lệnh, bạn có thể quan sát hiệu ứng trên toàn bộ thiết kế - bao gồm tất cả các thiết bị điện tử bên ngoài bộ vi điều khiển.
-
Ngoài việc gỡ lỗi truyền thống trong đó bạn đặt một hoặc các điểm dừng Breakpoint trong nguồn của mình rồi chuyển mã khi chúng được kích hoạt, Proteus cho phép bạn đặt các điểm dừng Breakpoint trên sơ đồ để điều kiện phần cứng có thể kích hoạt điểm dừng. Nếu sự cố được xác định là lỗi phần cứng thì việc sử dụng điểm dừng phần cứng sẽ tạm dừng mô phỏng bất cứ khi nào tình trạng lỗi xảy ra. Ví dụ: nếu các ký tự không đúng định dạng xuất hiện trên màn hình LCD thì việc đặt điểm dừng phần cứng trên dòng bận Busy line sẽ là nơi tốt để bắt đầu điều tra.
-
Công cụ chính khác mà bạn có thể tùy ý sử dụng để gỡ lỗi từng bước là cửa sổ theo dõi Watch Windows. Cửa sổ này cho phép giám sát đăng ký và/hoặc địa chỉ và cũng cho phép bạn thêm các biến từ cửa sổ biến “variables window” để kiểm tra. Bạn có thể đặt điểm dừng theo điều kiện logic của bất kỳ mục nào được thêm vào cửa sổ xem, chẳng hạn như để dễ dàng ngăn chặn tràn bộ đếm thời gian.
|
|
|
|
Chẩn đoán (Diagnostics)
-
Proteus được trang bị tính năng chẩn đoán hoặc nhắn tin theo dõi toàn diện. Điều này cho phép bạn chỉ định thành phần hoặc thiết bị ngoại vi bộ xử lý nào được quan tâm tại bất kỳ thời điểm nào và nhận báo cáo văn bản chi tiết về tất cả hoạt động và tương tác hệ thống. Bạn có thể chỉ định thiết bị ngoại vi tích hợp nào của MCU mà bạn muốn giám sát (ví dụ: SPI, VIC) và cũng có thể giám sát các thiết bị ngoại vi bên ngoài như thiết bị bộ nhớ, màn hình LCD hoặc động cơ không chổi than.
-
Khả năng giám sát cả hai phía của giao tiếp là vô giá như một công cụ hỗ trợ gỡ lỗi, cho phép bạn xác định và khắc phục các sự cố ở cả phần mềm và phần cứng nhanh hơn nhiều so với khi bạn làm việc trên một nguyên mẫu vật lý.
|
|
|
|
Lợi thế của VSM
Proteus Design Suite hoàn toàn độc đáo trong việc cung cấp khả năng mô phỏng cả mã code của bộ điều khiển vi mô cấp cao và cấp thấp trong bối cảnh mô phỏng mạch SPICE chế độ hỗn hợp. Với tiện ích của mô hình hóa hệ thống ảo Virtual System Modelling này, bạn thực sự có thể sử dụng triết lý phát triển linh hoạt trong các dự án kỹ thuật nhúng, thu được những phần thưởng to lớn về việc giảm thời gian tiếp thị và giảm chi phí phát triển.
Nếu một người thiết kế cả phần cứng và phần mềm thì người đó được hưởng lợi vì thiết kế phần cứng có thể được thay đổi dễ dàng (và cùng lúc) như thiết kế phần mềm. Trong các tổ chức lớn hơn, nơi hai vai trò được tách biệt, người thiết kế phần mềm có thể bắt đầu công việc ngay sau khi sơ đồ hoàn thành; họ không cần phải đợi cho đến khi có một nguyên mẫu vật lý.
Tóm lại, Proteus VSM cải thiện hiệu quả, chất lượng và tính linh hoạt trong suốt quá trình thiết kế...
|