EDA Tools for Windowsの最近のブログ記事

QucsのデジタルシミュレーションをするにはFreeHDLが必要になる。FreeHDLのWindows版のインストールの詳細（キャプチャ画面付き）を書いておこう。

Windows版のFreeHDLをインストールする前にC/C++コンパイル環境を提供するMinGW32をインストールする。

MinGW32のインストール

ダウンロードしたmingw32-g++-0.0.2-setup.exeをダブルクリックするとセットアップウィザードが起動するので「Next >」ボタンをクリックしてセットアップを開始する。

 「I accept the agreemennt」にチェックを入れ「Next >」ボタンをクリックする。

インストール先を指定する。Qucsがインストールされているフォルダを指定して「Next >」ボタンをクリックする。

「Next >」ボタンをクリックする。

 「install」ボタンをクリックする。

インストール中。

「Finish」ボタンをクリック。

これでMinGW32のセットアップは完了。

FreeHDLのインストール

ダウンロードしたfreehdl-0.0.7-setup.exeを実行すると、セットアップウィザードが起動されるので「Next >」ボタンをクリックする。

「I accept the agreemennt」にチェックをして、「Next >」ボタンをクリックする。

インストール先のフルだを指定して「Next >」ボタンをクリックする。

「Next >」ボタンをクリック。

「Install」ボタンをクリックする。

インストール中

「Finish」ボタンをクリックして、インストール終了。

LTspice のインストール

LTspice IVのインストーラ(LTspiceIV.exe)をリニアテクノロジーのwebページからダウンロード。

エクスプローラでダウンロードしたフォルダを開いてLTspiceIV.exeをダブルクリックして、インストールを進める。

Acceptボタンをクリック

インストールディレクトリを変更する場合は、Browseボタンを押してインストール先を指定すればよい。変更なければ「Install Now」をクリック。

インストールが終了すると、LTspice IVが起動する。

シミュレーションはそのうち(^^)。

LTspice IV が7月17日にアップデートされていた。

LTspice IV はリニアテクノロジー社が無料で提供しているSPICEシミュレータだ。このブログでフリーのSPICEシミュレータとして ngspice を紹介しているが、ngspice はSPICEネットリストをテキストエディタで作する必要がある。一方、LTspice IV は、回路図エディタと波形ビューワーも提供されており、回路図からSPICEネットリストを生成することが可能だ。また、 ngspice はユーザーインターフェースとして基本的にはCUIであるが、LTspice IV はWindowsのGUIであるため、Windows ユーザーにとっては扱いやすい。

後日、このブログで紹介したい。

フリーの回路シミュレータngspiceをWindows Vistaにインストールして使ってみよう。

ngspice のインストール

Windows版のバイナリーngspice19_090426.zipはsourceforge.netからダウンロードできる。

インストールはngspice19_090426.zipを展開すればよい。展開するとSpiceフォルダができるのでここでは、C:\Spiceとなるように展開している。

ngspice の起動

ngspiceを起動するにはWindowsエクスプローラでC:\Spice\binフォルダ内のngspice.exeをダブルクリックすれば良い。起動したngsipceウィンドウは、みなれたウィンドウズの画面とは異なり、メニューバー、ツールバーなどはなく、実行結果を表示する画面とその下のコマンドを入力するコマンドボックスだけのシンプルなものだ。

ngspiceを起動した状態ではc:\Spice\binディレクトリにいる。ディレクトリの移動するのに cd が使えるが、 cd　[ENTER]とするとホームディレクトリC:\Users\hogeに移動してしまう。ngspiceはもともとUNIX系のアプリであるのでDOSコマンドと異なっている。

shell cmd [ENTER]とするとDOS窓が開く。フォルダの作成や削除などのディレクトリの操作をする場合はDOS窓で作業できる。もっとも、フォルダの作成や削除はエクスプローラで操作すればDOS窓を開くまでもない。

edit [ENTER]とするとエディタを起動することができる。Windowsの場合はNotepadが起動する。

シミュレーション

シミュレーションを実行するには、大まかには

1. SPICEネットリストが記述されたファイルの読み込み
2. シミュレーションの実行
3. 結果のグラフ表示

を順次、コマンドを入力することによって行う。

実際にシミュレーションを実行してみよう。

シミュレーションをする回路はRyusai's Homepageのngspiceページにある2次ローパスフィルタのSPICEネットリストlpf.cirを使用した。回路図やSPICEネットリストの内容はRyusai's Homepageを参照するとよい。

尚、このSPICEネットリストは/home/hoge/gEDA/gaf/以下のSim.cmdをインクルードしているのだが、当然このPATHおよびファイルは存在しないので、ファイル内の

.INCLUDE /home/hoge/gEDA/gaf/Sim.cmd

を削除または、コメントアウトして新たにAC解析、トランジェント解析のために以下の2行

.AC DEC 100 100 10Meg
.TRAN 10us 200us

の追記と、16行目の Vin vin 2 AC 100m を

Vin vin 2 AC 100m sin(0 1V 40kHz)

に修正し、C:\Spiceに保存する。

cd :\Spice でSpiceフォルダに移動し、source コマンドでSPICEネットリストファイルを読みこむ。

source lpf.cir

読み込んだファイルの内容はlisting コマンドで確認することができる。

listing

run コマンドでシミュレーションを実行。

run

setplot コマンドを実行すると plot 名がリスト表示される。

setplot

プロットは読み込まれた順序で ac1, trans1 といった名前が付けられている。? でac1 [ENTER]として、plot コマンドでACシミュレーション結果をグラフ表示させる。y軸をデシベル(dB)表示させるために引数として vdb(vout) ylabel dB を与える。

plot vdb(vout) ylabel dB

周波数特性のグラフが得られる。

さらに位相特性を表示させる。ngspice の標準では角度の単位はラジアンになっているので set コマンドで変数 units を degrees に設定する。

set units=degrees

vp(vout) ylabel deg. を引数にして plot コマンドを実行。

plot vp(vout) ylabel deg.

位相特性のグラフが表示される。

トランジェント解析の結果をグラフ表示させる為に再度 setplot [ENTER]として ? で tran1 [ENTER]とする。入力波形と出力波形を表示させている。入力信号は振幅が2Vp-p、周波数40kHzの正弦波としている。

plot v(vin) v(vout)

ngspice を終了するには、quit [ENTER] yes [ENTER]とする。

SPICEシミュレータngspiceの最新版ng-spice-rework-19が2009年4月23日にSourceForge.netにリリースされていた。

Release noteをみるとWindowsとの互換性が向上されているということなのでVistaにインストールしてみようとおもう。

というのも、以前、Ngspice-15 for WindowsをVectorからダウンロードしインストールしたのだが、うまく動作しなかったのでリベンジということで。

回路図の作成からPCBの作成までできるフリーの電子回路CADツールであるKiCadをWindows Vistaにインストールする。以下、そのインストール手順。

まず、KiCadの最新バージョンKiCad-2009-02-16-final-WinXP_autoinstall.zipをKiCadのメインページからダウンロードする。

ダウンロードしたKiCad-2009-02-16-final-WinXP_autoinstall.zipを解凍してできるKiCad-2009-02-16-final-WinXP_autoinstall.exeをダブルクリックするとセットアップウィザードが起動するので、「Next >」をクリック。

インストール前にライセンスを確認して「I Agree」をクリック。

インストールするコンポーネントを選択する。デフォルトで全てのコンポーネントがチェックされているのでこのまま「Next >」をクリック。

インストール先のフォルダを指定する。デフォルトではC:\Program Files\KiCadとなっているので、異なるフォルダにインストールする場合は「Browse」で選択する。

インストール中。。。

インストール完了。「Finish」をクリック。

C:\Program Files\KiCad\share\demos\videoにあるデモのスクリーンショット。

さて、次は実際に使ってみてることに。

LinuxへのインストールはKnoppixにEDAツールをインストールを参照。

KiCad は回路図作成、プリント基板アートワークの為のオープンソースソフトウェアで、プロジェクトマネージャ Kicad と以下の4つのツールからなる。

1. Eeschema ：回路入力
2. Pcbnew ：ボードエディタ
3. Gerbview ：ガーバービューワー
4. Cvpcd ：フットプリントエディタ

LinuxとWindowsで動作するとのことで、近いうちにVistaにインストールしてみよう。

Qucsはグラフィカルユーザインターフェース(GUI)を持つ電子回路シミュレータで、回路入力からシミュレーション、シミュレーション結果のグラフ表示をマウス操作で可能だ。

QucsのシミュレーションはDC解析、AC解析、S-parameter解析そしてノイズ解析等をサポートしている。また、VHDLシミュレータであるFreeHDLをインストールすることでジタル回路ミュレーションも可能になる。

インストール可能なOSは、Linux(Ubuntu、Fedora等各種ディストリビューション）、Windows、そしてバージョン0.0.15からIntelベースのMacOSとなっている。

このWindows版Qucsのインストールから回路図入力、シミュレーションそしてシミュレーション結果をグラフ表示までの一連の操作を簡単なローパスフィルタを例に実施してみる。

Qucsのインストール

Windows版のQucsをインストールするには、Qucsのインストーラqucs-0.0.14-setup.exeをsourceforge.netからダウンロードする。インストールはWindows Vistaに行った。

ダウンロードしたqucs-0.0.14-setup.exeファイルをダブルクリックするとセットアップ・ウィザードが起動する。

[Next >]をクリックするとLicense Agreementウィンドウが開く。

「I accept the agreement」をチェックして[Next >]をクリックすると、インストール先のフォルダを指定するウィンドウが開く。

インストール先フォルダを指定する。デフォルトでよければこのまま[Next >]をクリック。他のフォルダにインストールする場合は[Browse]ボタンをクリックしインストール先フォルダを指定し[Next >]をクリックする。

[Next >]をクリック。

インストールを確認するウィンドウが開く。

[install]をクリックするとインストールが開始する。

[Finish]をクリックしてセットアップウィザードが終了すると、デスクトップにショートカットアイコンができる。

qucsのデスクトップアイコンをダブルクリックしてQucsが起動する。

Qucs 日本語設定

Qucsは日本語化が可能だ。日本語の設定にするには、メニューから[File] -> [Application Settings...]を選択し、言語をJapanese、フォントをMS UI Gothicとする。

再起動すると日本語の設定となる。こんな感じ。。。