Popis gsim

Pre simuláciu elektronických systémov existuje v súčasnosti množstvo komerčne dostupných aplikácií líšiacich sa oblasťou použitia a pochopiteľne aj cenou. Pre využitie v pedagogickej praxi sú väčšinou nepoužiteľné z dôvodov najrozličnejších obmedzení, vo výskumnej sfére prekážajú uzatvorené formáty a nemožnosť verifikácie implementovaných algoritmov a postupov. Závažným nedostatkom komerčných produktov býva nemožnosť tvorby vlastných natívnych komponentov a ich integrácia do simulačného systému. Na Katedre informatiky FM TnUAD (†2011) preto vznikol projekt gsim, ktorý by mal vhodnou formou sprístupniť voľne dostupné simulačné nástroje do pedagogickej resp. výskumnej praxe.

Projekt gsim v súčasnej verzii integruje výhradne voľne dostupné nástroje na platforme Linux do spoločného simulačného prostredia s možnosťou riadenia procesu simulácie v jazyku vysokej úrovne - Python. Súčasťou gsim sú

• gschem, editor elektronických obvodov z projektu gEDA
• gnetlist, generátor prepojení (netlist) z projektu gEDA

• scipy, knižnica (Python) numerických metód
• matplotlib, knižnica (Python) pre generovanie 2D a 3D grafických výstupov

Vlastným simulačným engine môžu byť voliteľne

• ngspice, simulačný engine založený na simulátore spice-3f5 s rozšírením Xspice pre blokovú a digitálnu simuláciu, (open-source, BSD licencia)
• Spice-Opus, rozšírená verzia simulátore spice-3f5 s rozšírením Xspice (freeware licencia, bez zdrojového kódu)

Riadnie procesu simulácie a spracovanie výsledkov (pre/post procesor) je jadrom projektu gsim a je implementované v programovom vybavení napísanom v jazyku Python. Súčasťou projektu je aj zbierka grafických komponentov pre gschem, ktorých funkcionalita je implementovaná v gsim.

Projekt gsim umožňuje dva základné módy simulácie

• dávkový mód - proces simulácie je riadený priamo zadaním vybraných grafických elementov do schémy zapojenia. Okrem štandardných komponentov sú súčasťou zapojenia aj grafické elementy reprezentujúce podmienky simulácie a typ grafického zobrazenia výstupných dát. Nevyžaduje znalosť programovacieho jazyka Python.
• interaktívny mód - grafický editor zapojenia gschem slúži na primárne zadanie simulačnej schémy, simulácia a spracovanie výsledkov simulácie je riadené uživateľom v interaktívnom prostredí jazyka Python, napr. IPython. Pre spracovanie výsledkov je možné využívať všetky dostupné knižnice jazyka Python. V interaktívnom móde sú výstupné komponenty ignorované, takže je možné to isté zapojenie používať v oboch módoch.