La suite PROTEUS incluye la herramienta ProSPICE, el simulador de circuitos SPICE. ProSPICE está basado en el estándar SPICE3F5 de Berkekey con ampliaciones para realizar una combinación de simulación y animación de circuitos.
ProSPICE se vende con dos niveles diferentes de funcionalidad. La versión básica, suministrada con todas las versiones de Proteus, sólo soporta análisis de transitorios. La versión completa, que se vende como un complemento, incluye un completo rango de análisis gráficos de frecuencia, transformadas de Fourier, distorsión, transitorios, ruido, impedancia de entrada-salida y otros parámetros de AC y DC.
ProSPICE está construído basándose en el estándar industrial de simulación
SPICE desarrollado por la Universidad de Berkeley, California.
Se ha utilizado la mayor cantidad del código fuente original posible para
garantizar el más alto nivel de compatibilidad tanto en lo referente a los
resultados numéricos obtenidos, como a la posibilidad de utilizar modelos
SPICE suministrados por los fabricantes.
La simulación de circuitos dentro de la suite PROTEUS está totalmente
integrada con la herramienta ISIS. Los gráficos resultantes se
muestran junto a los componentes que forman el esquema electrónico.
Los generadores de señales de diferentes tipos y las sondas para visualizar las señales resultantes, pueden ser colocadas en cualquier lugar del esquema y "cableadas" directamente a cualquier punto del circuito. La simulación del circuito puede ser realizada en todo momento simplemente pulsando sobre la barra espaciadora. Al hacerlo se pone en marcha la simulación y visualización de un ciclo de forma extremádamente rápida, incluso superando a paquetes de software que disponen de su propia ventana e interface de usuario dedicados a la simulación.
A diferencia de los tradicionales simuladores de circuitos basados en gráficos, ProSPICE ofrece una completa animación interactiva de los circuitos. Es posible realizar pruebas del comportamiento de cada esquema electrónico de forma tan sencilla como hacer click con el ratón sobre componentes interactivos suministrados en librería (v.g. pulsadores, interruptores, potenciómetros, etc). Y pueden observarse los resultados utilizando de forma completamente intuitiva los componentes interactivos suministrados también en librería (v.g. leds, displays de 7 segmentos, motores, polímetros, etc).
Incluso es posible, diseñar actuadores e indicadores propios a medida, haciendo al sistema capaz de modelar cualquier periférico de nuestro diseño real.
También se incluyen numerosos instrumentos virtuales. Voltímetros, amperímetros, osciloscopios, analizadores lógicos, generadores de señales, generadores de patrones digitales, etc. Todos ellos funcionan de forma similar a como lo hacen sus correspondientes compañeros en el mundo real.
Cuando no se encuentran modelos disponibles en el mercado y es
necesario construir nuestro propio modelo a medida, PROTEUS
incorpora un excelente entorno en el cuál es posible llevar a
cabo esta tarea.
la capacidad de PROTEUS para
trabajar con diseños jerárquicos posibilita
crear espectaculares test virtuales para desarrollar el modelo
deseado. De esta manera, cualquier cambio realizado sobre el
modelo puede ser evaluado rápida y sencillamente antes de
proceder a su almacenamiento y compilación.
PROTEUS ofrece como alternativa, la utilización del API VSM para construir modelos, tanto digitales como analógicos, dentro de librerías DLL estándar de Windows, usando un lenguaje de programación de alto nivel como C++. El API VSM puede ser utilizado para añadir funcionalidades gráficas a componentes con una compleja animación.
En las ocasiones en que se utiliza PROTEUS para diseñar un esquema electrónico con destino a la construcción de una placa de circuito impreso, puede resultar incómodo experimentar el comportamiento del esquema completo ejecutando su simulación. Por ejemplo, no es habitual simular el comportamiento de un cristal como si se tratara de un circuito analógico cuando se está utilizando para generar los pulsos de relój de un microprocesador, cuyo comportamiento es lo que realmente queremos simular.
ProSPICE facilita esta tarea y evita tener que dividir e ir probando el esquema por partes, al permitir la simulación parcial de un diseño. La topología del circuito es analizada automáticamente y, sólo aquellos componentes que se encuentran entre el generador de señal y la sonda de medida son incluídos en la simulación.
Cada vez más fabricantes de componentes electrónicos suministran los modelos SPICE de sus productos, sustituyendo a los clásicos DATABOOKs. Estos modelos suelen estar disponibles gratuitamente en internet.
Al haber sido construído PROTEUS utilizando el estándar SPICE, el usuario puede disfrutar al máximo de los beneficios de estos recursos. Se ha fijado como uno de los objetivos de PROTEUS, usar el código de Berkeley para realizar el análisis de las redes en orden a garantizar al máximo la compatibilidad con los modelos disponibles. De esta manera, el equipo de PROTEUS ha sido capaz de descargar más de 5.000 modelos SPICE desde internét y utilizarlos en ISIS enlazándolos a los correspondientes simbolos dentro de un esquema electrónico.
ProSPICE incorpora extensiones al estándar SPICE para
posibilitar la utilización de modelos digitales usando el
paradigma de respuesta a eventos. Esto es mucho más eficiente
que la utilización de los tradicionales modelos basados en
el comportamiento de los transistores.
Cuando en un diagrama electrónico están presentes ambos,
elementos digitales y analógicos, las dos técnicas se utilizan
en paralelo obteniéndose unas altísimas prestaciones y una
excelente precisión en los resultados.
ProSPICE incorpora un amplio abanico de posibilidades de
simulación digital con filosofía de respuesta a eventos. Todas
ellas pueden ser invocadas desde cualquier componente digital
presente en el esquema electrónico. ProSPICE realiza
una simulacion digital correcta de modelos de pulsos,
comportamientos erróneos, entradas flotantes y estados
indefinidos. Por ello, quien ha utilizado los simuladores de
modo mixto como ProSPICE, no quieren usar otra cosa.
ProSPICE incluye primitivas digitales especiales que representan los mapeados de dispositivos PLD (Programmable Logic Devices). Con estas primitivas se puede construir el modelo de cualquier dispositivo de logica programable como, por ejemplo, los chips PAL (Programmable Array Logic). Un chip PAL es un chip que tiene en su interior muchas puertas que pueden ser interconectadas para formar funciones complejas.
Algunos modelos específicos de dispositivos PAL ampliamente utilizados se incluyen en las librerías estándar de componentes suministradas con PROTEUS. La información referente al modo en que el dispositivo debe ser programado se lee directamente desde ficheros estándar JEDEC que son los generados por los programadores de dispositivos PAL. De esta manera ya no existen estorbos para utilizar cualquier dispositivo concreto PAL en los desarrollos.
Esta caracterísitca única permite comparar un conjunto de datos
obtenidos a partir del resultado de la simulación con un conjunto
de datos predeterminados de muestra. De esta forma, la simulación se
convierte en una potente herramienta para realizar pruebas de
control de calidad.
Cambios realizados en el hardware o en la
programación para su optimización, pueden
ser chequeados completamente para comprobar
que no han generado efectos colaterales indeseados en el
comportamiento final del equipo.
También se puede utilizar esta característica de ProSPICE para comprobar la posible sustitución de unos dispositivos por otros nuevos, controlando que no se producen variaciones en el comportamiento final del conjunto.
Si en los diseños realizados se incluye la utilización de alguno de los microprocesadores más usados en el mercado (PIC, AVR, 8051, 8052, 68HC11) por una pequeña cantidad adicional, se pueden adquirir modelos de simulación VSM para estos componentes.
Esta técnica exclusiva, permite la simulación completa de
esquemas electrónicos con microprocesadores, incluída
toda la electrónica asociada y con velocidades próximas
al tiempo real.
Encontrará mas información sobre esta característica en
el apartado dedicado a VSM.