Моделирование позволяет предвидеть все подводные камни проекта, но как выбрать программу для решения именно ваших задач? Давайте разберемся!
Требования и критерии выбора
При выборе программы моделирования электронных схем важно учитывать цели и уровень подготовки пользователя. Для профессионального инженера важен широкий функционал и точность расчетов. Студенту нужна простота освоения и обучающие материалы. Любителю важна интуитивно понятная среда и бесплатность.
- Функционал и точность расчетов
- Простота освоения
- Наличие обучающих материалов
- Стоимость
- Интуитивность интерфейса
- Техническая поддержка
Для инженера на первом месте функционал и точность, для студента - обучение и цена, а для любителя - простота и бесплатность.
Обзор популярных платных программ
Программы моделирования электронных схем отличаются широтой охвата задач и глубиной проработки деталей. Рассмотрим 5 наиболее востребованных коммерческих решений.
| Программа | Функционал | Цена |
| Multisim | 5/5 | $$$$$ |
| LTspice | 4/5 | Бесплатно |
Самой мощной по функционалу является Multisim компании National Instruments – это полноценная SPICE симуляция, моделирование во временной и частотной областях, анализ цепей и т.д. Однако высокая цена ограничивает аудиторию. Бесплатным и весьма достойным конкурентом может служить LTspice от Linear Technology. У него скромнее библиотека моделей и отсутствует русская локализация, зато имеется неплохое руководство пользователя и обширные примеры схем.
Бесплатные программы моделирования
Для студентов и любителей привлекательной альтернативой могут стать бесплатные программы моделирования электронных схем. Ключевыми критериями здесь будут простота освоения, наличие обучающих материалов и сообщества пользователей.
- Qucs
- NGSpice
- EasyEDA
Среди таких решений выделяются Qucs – программа с открытым кодом, разработанная под Linux и портированная на Windows. Освоить ее помогают подробное руководство и обучающие статьи. Другой популярный вариант – онлайн-сервис EasyEDA, где можно не только моделировать схемы, но и разрабатывать печатные платы.
Онлайн-симуляторы электронных схем
Еще одним перспективным направлением являются онлайн симуляторы электронных схем. Их главным преимуществом является доступность - для работы достаточно любого устройства с браузером.
- CircuitLab
- EasyEDA
- EveryCircuit
Наиболее развитым функционалом обладает CircuitLab. Это полноценный симулятор с богатыми возможностями анализа схем и обширными библиотеками элементов. Для новичков проще освоить EasyEDA или EveryCircuit.
Мобильные приложения
Моделирование схем на смартфонах или планшетах - еще одна актуальная возможность благодаря повсеместному распространению мобильных устройств.
- EveryCircuit
- SimCIRCUITS
Лидерами здесь являются EveryCircuit и SimCIRCUITS. Обе программы доступны как для Android, так и для iOS. Функционал несколько урезан по сравнению с настольными аналогами, зато сохраняется удобство сенсорного управления.
Перспективы развития
Программа моделирования работы электронных схем активно развивается в последние годы. Ключевыми тенденциями являются переход в онлайн и интеграция со смежными САПР.
- Рост популярности онлайн-сервисов
- Интеграция с системами автоматизированного проектирования
Перспективна концепция единой облачной платформы, объединяющей в себе функции моделирования, проектирования печатных плат, 3D-моделирования и производства.
Интеграция со смежными САПР
Одним из важнейших трендов является интеграция систем моделирования электронных схем с другими САПР, в частности, средствами проектирования печатных плат и 3D-моделирования.
Интеграция с САПР печатных плат
После проверки работы схемы в программе моделирования, логично перейти к разработке печатной платы в соответствующем САПР. Удобно, когда это можно сделать в одной программе.
Интеграция с системами 3D моделирования
Полезно визуализировать спроектированную плату и компоненты в 3D для анализа размещения, тепловых режимов, механической прочности.
Развитие технологий моделирования
Совершенствуются используемые в системах моделирования математические методы: применение машинного обучения, распараллеливание на GPU и т.д. Это повышает скорость и точность.
Моделирование аналоговых схем
Хотя основная часть разработок приходится на цифровые устройства, важную роль сохраняют аналоговые схемы. Для них требуются специализированные модели и методы анализа.
Поддержка новейших компонентов и техпроцессов
Появляются новые типы компонент: галлиевые АРМ, SiC и GaN приборы, MEMs устройства и др. Необходима поддержка их моделей и особенностей техпроцессов в САПР.
Тенденции в моделировании цифровых схем
Большая часть современных устройств основана на цифровых схемах. Для их проектирования и верификации применяются специализированные методы.
Языки описания и верификации цифровой аппаратуры
Популярность набирают языки типа SystemVerilog, которые позволяют функционально описывать и тестировать сложные цифровые устройства на разных уровнях абстракции.
Моделирование на различных уровнях временного и пространственного разрешения
Для цифровых схем применяется моделирование с разной степенью детализации: от поведенческого до полного электрического анализа с учетом задержек.
Аппаратно-программная ко-моделирование и ко-проектирование
Современные системы интегрируют аппаратные и программные компоненты. Необходимы средства их совместной отладки и верификации.
Перспективы применения технологий Виртуальной реальности
Виртуальная и дополненная реальность открывают новые возможности для проектирования и анализа электронных схем. Это повышает наглядность и интерактивность.
