La suite PROTEUS incluye la herramienta VSM (Virtual System Modelling), un completo simulador para esquemas electrónicos que contienen microprocesador. VSM combina la simulación de circuitos electrónicos según el estándar SPICE, con modelos de animación de los componentes electrónicos y los microprocesadores que conforman el circuito.

De esta forma es posible, por primera vez, desarrollar y probar un diseño antes de que el prototipo físico sea construído.

VSM permite interactuar con nuestro diseño utilizando elementos gráficos animados realizando funciones de indicadores (LEDs, displays LCD, etc) y de actuadores (pulsadores, interruptores, etc).

La simulación se realiza en tiempo real o en algo que se puede considerar prácticamente como tiempo real. Ordenadores personales basados en un Pentium III a 300MHz son capaces de simular un sistema básico con un microprocesador 8051 funcionando a una velocidad de reloj de 12MHz. VSM incorpora las herramientas de depuración más usuales como puntos de ruptura de la ejecución del programa (breakpoints), ejecución paso a paso y visualización del estado de variables, tanto si el programa se ha escrito en ensamblador como si se ha utilizado un lenguaje de alto nivel.

VSM permite la utilización de modelos animados creados por terceras partes, incluídos aquellos que puedan ser realizados por el propio usuario. Muchos de estos modelos animados pueden ser realizados sin necesidad de escribir ninguna límea de código.

Una herramienta auxiliar totalmente documentada está a disposición de los desarrolladores para escribir sus propios modelos enpaquetados en forma de librerías estándar de Windows DLLs. Estos modelos pueden incluir sólo el comportamiento electrónico o combinar ambos, el comportamiento electrónico y el comportamiento gráfico. De esta manera, prácticamente cualquier periférico específico de nuestra aplicación puede ser simulado.

VSM utiliza otra de las herramientas que forman la suite PROTEUS para la realización de los esquemas eléctricos que sirven de base para la simulación. ISIS es un producto de gran estabilidad, presente desde hace muchos años en el mercado, que combina su enorme facilidad de uso con una gran potencia. Puede encontrar información detallada de ISIS pulsando sobre el siguiente enlace:

Obtener más información sobre ISIS.

El corazón de VSM es ProSPICE, un producto de gran estabilidad que combina un núcleo de simulación analógica usando el estándar SPICE3f5 con un simulador digital dirigido por eventos. Puede encontrar información detallada de ProSPICE pulsando sobre el siguiente enlace:

Obtener más información sobre ProSPICE.

La característica más sorprendente e importante de VSM es su capacidad de simular el software que se ejecuta en el microcontrolador y su interacción con cualquier componente electrónico digital o analógico conectado a él.

El proceso no puede ser más sencillo. Se sitúa el microcontralador que deseamos emular en nuestro esquema electrónico junto al resto de los componentes que forman nuestro diseño. Seleccionamos el fichero en código máquina que contiene el programa que deseamos ejecutar en el micro, exáctamente el mismo que cargaríamos en el chip real.

Si el programa escribe en uno de los puertos del micro, los niveles lógicos en los circuitos cambian de acuerdo con ello. Y si los circuitos provocan el cambio en el estado de alguno de los pines del microprocesador, entoncés estos se visualizarán en pantalla de acuerdo al programa ejecutado. Exactamente como en la vida real.

Los modelos de CPU utilizados por VSM emulan completamente los puertos de entrada y salida, las interrupciones, los temporizadores, los puertos USART y cualquier otro periférico presente en cada uno de los microprocesadores soportados. A diferencia de un simulador de software más sencillo, la interacción de todos estos periféricos con los circuitos externos se realiza completamente utilizando modelos de ondas.

VSM puede simular esquemas electrónicos que contengan más de un microprocesador. Simplemente se colocan los microprocesadores en el esquema y se cablean entre sí o con el resto de la circutería.

VSM es una herramienta única por su capacidad de ejecutar simulaciones cercanas al tiempo real de sistemas completos basados en microprocesadores. Sin embargo, su potencia real se descubre al realizar simulaciones en el modo de ejecución del programa paso a paso. Es entonces cuando se comprueba que VSM trabaja justo igual que su depurador de software preferido. Y además, con VSM disfrutará en cada paso de la posibilidad de ver los efectos que se han producido en el conjunto del diseño electrónico, incluyendo todos los componentes electrónicos externos al microprocesador.

VSM realiza esta tarea de diferentes maneras según la familia de microprocesadores emulada y las herramientas propias que se esten utilizando.

En el siguiente apartado podrá encontrar información detallada de los compiladores de terceras partes soportados por VSM.

Todos los modelos de microprocesadores suministrados con VSM son capaces de ejecutar los ficheros binarios (en formatos Motorola Hex o Intel) generados por su propio ensamblador o compilador. No obstante, las capacidades de depuración disponibles son limitadas puesto que el modelo del microprocesador no tiene forma de relacionar el código máquina resultante con las fuentes originales del programa.

Afortunadamente, la mayoría de los compiladores generan ficheros de datos con códigos para la depuración que contienen información extra usada por los depuradores y otro tipo de herramientas. VSM es capaz de cargar los ficheros de depuración producidos por los compiladores de terceras partes pudiendo, de esta forma, las facilidades de depuración de los lenguajes de alto nivel: visualizar y saltar de una parte a otra del código fuente, visualizar los contenidos de las variables utilizadas por el programa en cada paso, etc.

Para el desarrollo con microprocesadores AVR y ARM se recomienda el uso de los ficheros de depuración con formato ELF/DWARF que genera su propio compilador. De todas formas también los ficheros de formato COFF son soportados.

Para el desarrollo con microprocesadores PIC se recomienda el uso de la herramienta de desarrollo Proton (leguaje BASIC) o los ficheros COFF generados por su propio entorno de desarrollo (MPLAB). La mayoría de los compiladores para PIC (incluído el propio MPLAB) en el futuro introducirán soporte para ficheros de depuracion con formato ELF/DWARF, que ya es soportado por los modelos PIC de VSM en la actualidad.

Para los desarrollos con microprocesadores 8051 se recomienda la utilización de los ficheros OMF51 o los ficheros de depuración de formato UBROF.

• Microchip MPLAB IDE para PIC.
  
  
  
• PROTON DEVELOPMENT SUITE para PIC.
  
  
  
• IAR EMBEDDED WORKBENCH para PIC, 8051, HC11, AVR y ARM.
  
  
  
• KEIL uVISION para 8051 y ARM.
  
  
  
• BYTECRAFT MPC para PIC.
  
  
  
• CCS para PIC.
  
  
  
• Hitech C para PIC.
  
  
  
• GNU C para AVR y ARM.
  
  
  
• IMAGECRAFT ICCAVR para AVR.
  
  
  
• CODEVISION AVR para AVR.
  
  
  

Nosotros estamos seguros de que PROTEUS es la herramienta con más potencia presente hoy día en el mercado. Sin embargo, con frecuencia, es complicado comparar unas herramientas con otras y ver cuales son las capacidades reales que ofrecen unas y otras.

Con objeto de facilitar la tarea, en el sitio web de Proteus en inglés se puede consultar una extensa comparativa entre las principales herramientas presentes en el mercado.

Consultar la comparativa en inglés.