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Rechnen in VHDL

2007-08-24T08:33:03Z

87.166.255.33: /* Fließkommazahlen */

Um in VHDL synthetisierbare Berechnungen zu beschreiben gibt es verschiedene Möglichkeiten.

== Rechnen mit Ganzzahlen ==

=== Integer-Variablen ===

Eine Möglichkeit die von den meisten Synthesetools unterstützt wird ist das Rechnen im Integer-Bereich. Das heißt man konvertiert einen std_logic_vector zu einem Integersignal (bzw. einer Variable) und benutzt die ganz normalen Rechenoperatoren +, -, * usw.

Wichtig ist dabei, den Integertyp auf den Bereich zu begrenzen der auch wirklich benötigt wird, sonst werden alle Berechnungen mit 32 Bit Wortlänge implementiert:
<vhdl>
variable x: integer range 0 to 100;
...
x = x + 1;
</vhdl>

Integer bieten sich für interne Berechnungen an, z.B. Zähler die bei erreichen eines bestimmten Zählerstandes einen Ausgang setzen; wenn man dagegen z.B. eine ALU implementiert die mit externen Vektoren einer bestimmten Breite rechnen muss, ist es günstiger/bequemer direkt auf Basis von Vektoren zu rechnen.

=== Schlecht: Direktes Rechnen mit std_(u)logic_vector ===

Die von vielen Synthesetools unterstützten, aber nicht IEEE-standardisierten Packages std_logic_unsigned und std_logic_signed erlauben es, direkt mit std_logic_vector zu rechnen. Je nachdem ob das signed oder unsigned-Package eingebunden wird werden alle (!) Berechnungen als signed oder unsigned interpretiert. Das ist natürlich unsauber, trotzdem werden diese Packages noch häufig verwendet obwohl es mit numeric_std gar nicht mehr nötig ist.

=== Besser: Rechnen mit numeric_std ===

Das Package numeric_std definiert zwei neue Typen "signed" und "unsigned" als Array von std_logic, und definiert für diese Typen alle gebräuchlichen Rechenoperatoren, auch zusammen mit Integern (x + 1):
<vhdl>
variable x: unsigned(8 downto 0); -- Zahlenbereich: 0 bis 2**8-1
variable y: signed(8 downto 0); -- Zahlenbereich: -2**7 bis 2**7-1
...
x = x + 1;
y = x + y;
</vhdl>

Nur bei der Zuweisung von Integern an unsigned/signed-Signale muss man von Hand konvertieren:
<vhdl>
x <= to_unsigned(2, x'length);
y <= to_signed(2, x'length);
</vhdl>

Der zweite Parameter gibt die Länge des Vektors an in den konvertiert werden soll.

Um von unsigned/signed zu Integer zu konvertieren gibt es die Funktion to_integer:
<vhdl>
i <= to_integer(x);
</vhdl>

== Festkommazahlen ==

=== numeric_std und Skalierung von Hand ===

Natürlich ist es möglich numeric_std (signed, unsigned) oder Integer zu verwenden und die Skalierung entsprechend der gewünschten Zahleninterpretation von Hand durchzuführen. Wie das geht wird z.B. hier erklärt: http://www.acoustics.hut.fi/teaching/S-89.3510/2006/projektityo/FixedPointDSPDev.pdf

=== IEEE.Fixed_Pkg ===

Für die nächste Version von VHDL ist das Paket IEEE.Fixed_Pkg vorgesehen. Ähnlich wie bei numeric_std werden hier neue Typen definiert, '''ufixed''' (unsigned fixed point) und '''sfixed''' (signed fixed point). Die Anzahl der Vor- und Nachkommastellen wird bei der Signal-/Variablendeklaration angegeben.

<vhdl>
signal a, b : sfixed (7 downto -6); -- 14 Bit breit, 6 Nachkommastellen
</vhdl>

Der Vorteil ist, dass man sich die manuelle Skalierung sparen kann, und mit der Funktion resize einfach zwischen verschiedenen Zahlenformaten konvertieren kann.

Leider ist das Package zumindest in Xilinx ISE 9.2 nicht kompilierbar (auch nicht die für Xilinx angepasste Version, siehe unten).

* Download: http://www.vhdl.org/vhdl-200x/vhdl-200x-ft/packages/files.html
* Dokumentation: http://www.vhdl.org/vhdl-200x/vhdl-200x-ft/packages/Fixed_ug.pdf
* Angepasste Versionen für verschiedene Synthesetools: http://www.eda.org/fphdl/vhdl.html

== Fließkommazahlen ==

Als erstes muss gesagt werden, dass VHDL sehr wohl Fließkommazahlen unterstützt (Typ real), diese aber nicht ohne weiteres synthetisierbar sind. Man muss die Zahlen auf jeden Fall erst in eine std_logic-Darstellung bringen.

Zum zweiten gelten auch hier die bekannten Randbedingungen der Fließkommaarithmetik, wie sie auch aus dem C++/DSP Umfeld bekannt sind. Float verusacht mitunter nicht vorhersagbare Rundungsfehler, die gerade bei deterministischen Vergleichen einer Unschärfebetrachtung bedürfen.

=== Rechnen "von Hand" bzw. mit FPU-Cores ===

Auch mit Fließkomma-/Gleitkommazahlen kann man natürlich "von Hand" arbeiten, indem man beliebige Vektoren in Mantisse und Exponent zerpflückt und diese getrennt verarbeitet. Für Rechnungen mit Fließkommazahlen gibt es auch verschiedene fertige Cores, z.B. [http://www.opencores.org/projects.cgi/web/fpu100/overview FPU100 bei OpenCores].

=== IEEE.Float_Pkg ===

Analog zu IEEE.Fixed_Pkg gibt es ein entsprechendes Package für Floating Point. Für die Kompilierbarkeit gilt das selbe wie für IEEE.Fixed_Pkg.

* Download: http://www.vhdl.org/vhdl-200x/vhdl-200x-ft/packages/files.html
* Dokumentation: http://www.vhdl.org/vhdl-200x/vhdl-200x-ft/packages/Float_ug.pdf
* Angepasste Versionen für verschiedene Synthesetools: http://www.eda.org/fphdl/vhdl.html

[[Category:FPGA und Co]]

Schaltungssimulation

2007-08-24T08:25:53Z

87.166.255.33: /* GnuPlot */

==Analog==
Für Analogsimulation und Mixed-Mode (Digital/Analog) ist Spice State-of-the-art.
Spice ist inzwischen von vielen Herstellern erhältlich.

===PSpice===

http://www.orcad.com/download.orcaddemo.aspx
* nur für Windows
* kostenlos mit Größeneinschränkung
* Version 8 ist etwas übersichtlicher als die aktuelle
* Einführungen
** http://people.fh-landshut.de/~wlf/Pspice/Einfuehrung/Einfuehrung.pdf
** http://www.elektronikschule.de/~krausg/ (links im Menü "Einstieg in PSpice leichtgemacht")
** [http://www.spicelab.de/index.htm Robert Heinemanns PSPICE-Seiten]

===Simplorer===

http://www.ansoft.com/downloads.cfm
*kostenlose Studentenversion
===LTSpice/SwitcherCAD===

http://www.linear.com/company/software.jsp
* kostenlos
* als Einstieg empfehlenswert, da sehr übersichtlich
* läuft mit wine unter Linux.
* kleine Einführung: http://www.lme.fh-muenchen.de/lst/spice/LTSpiceInfo.pdf
* International User Group: http://groups.yahoo.com/group/LTspice/

Eine Liste von Bauteilen, die aus verschiedenen Quellen stammen, ist nach Anmeldung in der obigen User Group zu bekommen. Dort gibt es auch die Modelle zum Download. Die erste Anlaufquelle, um häufig eingsetzte Bauteile zu finden.

===ngSpice===

http://ngspice.sourceforge.net/
* Kommandozeilenorientiert
* für Linux, Windows, MacOS
* Anleitung für gEDA und Spice http://www.brorson.com/gEDA/SPICE/t1.html

===Micro-Cap===

http://www.spectrum-soft.com
* nur für Windows
* Evaluation Version (mit Einschränkungen) nach Registrierung erhältlich

===Electronics Workbench===
http://www.electronicsworkbench.com/edu/eduhom.html

* Freeware Version zwar verfügbar, verfügt aber kein Simulationsfeature
* nur für Windows

===Tina===
http://www.tina.com/
* sehr eingeschränkte Demo-Version (PCB Layout nur mit weniger als 50 Pads erlaubt)

===Gnucap===
http://www.geda.seul.org/tools/gnucap/

===qucs===
http://qucs.sourceforge.net/
* freie Software
* für Linux, Windows, OS X

=== lcfilter ===
http://www-users.cs.york.ac.uk/~fisher/lcfilter/
Online-Filterberechnung L-C-Filter

=== DOLPHIN SMASH ===
http://www.dolphin-integration.com/medal/smash/smash_overview.html
* Dolphin Smash is a mixed-signal, multi-language simulator for IC or PCB designs. It uses [[SPICE]] syntax for analog descriptions, [[Verilog]]-HDL and [[VHDL]] for digital, Verilog-A/AMS, VHDL-AMS and ABCD (a combination of SPICE and C) for analog behavioral, and C for [[DSP]] algorithms.
* Logik, Analog und Mixed-Simulation
* Für Linux und Windows
* Engeschränkte Evaluationsversion erhältlich

==Digital==

===DigitalSimulator===
http://www.digital-simulator.de/
* nur für Windows

=== HADES ===
http://tams-www.informatik.uni-hamburg.de/applets/hades/html/index.html
* betriebssystemunabhängig (Java)

=== mkfilter ===
http://www-users.cs.york.ac.uk/~fisher/mkfilter/
Online-Digitalfilterberechnung FIR, IIR

=== edef ===
[http://edef.sourceforge.net/ edef] - A simple discrete event simulation. The edef framework can be used to simulate typical logical circuits, autoregressive processes or digital controller circuits and maybe some more. It is designed to be simple enougth for use in schools or other educational context. It is also truly easy to extend.
== Mixed Analog-Digital ==
===SPECTRE===
Mixed AD-Simulator auf der Basis von VHDL-AMS
===HSPICE===
P-Spice-ähnlicher Simulator, der sowohl ABM-Modelle, als auch eigens erstellte library-Modelle verarbeiten kann.

==Hochfrequenztechnik==

=== Ansoft ===
Homepage: http://www.ansoft.de/downloads.cfm

free downloads are feature-limited, student versions of some of our
commercially distributed software. Intended for electrical engineering
students. Each download comes with a set of examples specially designed for
topics commonly studied at the junior, senior, and graduate levels of study.

=== Aplac ===
Homepage: http://www.aplac.com

AWR-APLAC offers a low-cost University License for educational and
non-commercial academic research use for universities and
other educational institutions.

=== ARRL Radio Designer ===
für 169€ bei http://www.ukw-berichte.de erhältlich http://www.arrl.org
* Amateurversion der amerikanischen Design-Software Super Compact.
* Mittlerweile durch Ansoft Designer (ehem. Ansoft Serenade) überholt

=== AADE Filter Design ===
Homepage: http://www.aade.com/filter.htm

kostenlose Analog-Filterberechnung:
* Butterworth, Chebyshev, Elliptic (Cauer), Bessel, Legendre and Linear Phase
* low-pass, high-pass, band-Pass, and band-reject filters.
* Coupled Resonator band-pass filters
* Crystal Ladder band-pass filters using identical crystals

=== ActiveFilterDesign ===
Active Filter Design für Matlab, kostenloser Download: http://academics.vmi.edu/ee_js/Research/Programs/materials/AFD12.zip

Handbuch: http://academics.vmi.edu/ee_js/Research/Programs/materials/Analog%20Filter%20Designer.pdf

* FIR, IIR, analoge Filter, Synthese und Analyse

=== FilterFree ===
http://www.nuhertz.com/filter/

Filter Free is the free version of Filter Solutions and Filter Light. Functionality is limited 3rd order analog and IIR filters, and 10 tap FIR filters. Filters are synthesized. Frequency, time, and reflection analysis are performed on the ideal, unmodified filters only. Transfer functions are displayed in standard form only.

=== HP AppCAD ===
http://www.hp.woodshot.com/

RF design software is provided free of charge by Agilent Technologies
as a service to the RF and microwave design community

=== PUFF - Microwave Design Software ===
für 22€ bei http://www.ukw-berichte.de/ erhältlich
* altes DOS-Programm für HF-Simulation und Platinenentwurf
* Microstrip HF-Berechnungen, Smith-Diagramm
* in den UKW-Berichten standen schon mehrere Artikel mit Beispielen
* zur Nutzung einer Kombination aus PUFF und Ansoft SV (=Studentenversion)

=== Microwave-Office / Tx-Line ===
Gratis: Tx-Line, ein "interactive transmission line calculator"
http://web.appwave.com/Products/Microwave_Office/Feature_Guide.php?bullet_id=9

=== RF-Sim 99 ===
kostenlos z.B. von: http://www.janson-soft.de/amateurfunk/rfsim99/rfsim99.htm

oder neben anderen PDFs zur HF-Technik: http://home.sandiego.edu/~ekim/e194rfs01/
* Berechnung aktiver und passiver Filter einschließlich Schaltplaneingabe
* Ausgabe von Frequenz- und Phasengang, Smith-Diagramm

=== Smith Plot ===
Neben diversen Mathcad-Beispielen und Skripten aus der HF-Technik eine Smith-Chart-Software:
http://www.fritz.dellsperger.net/downloads.htm

=== Sonnet Lite ===
Sonnet Lite provides a full-wave EM solution for 3D planar circuits
A fully functional and powerful EM analysis software.
Get started on your EM analysis within the next 30 minutes by downloading SONNET Lite!
http://www.sonnetusa.com/products/lite/

===qucs===
http://qucs.sourceforge.net/
* freie Software
* für Linux, Windows, OS X
* hervorragende technische Dokumentation
* Impedanzrechenfunktionen für Strip- und Microstripleitungen
* Filterberechnungstool

==Antennensimulation==

=== EZ-NEC ===
Homepage: http://eznec.com/
* Antennenberechnung
demo program allows only 20 segments, which limits the complexity of antenna
you can analyze. (EZNEC 4.0 allows 500 )

=== MiniNEC ===
Homepage: http://www.emsci.com/
* Antennenberechnung mittels "Momentenmethode" (Zerlegung der Antenne in kleine Segmente, Überlagerung der Teilfelder)
* eingeschränkte Studenten/Amateurversion erhältlich
* NEC = Numerical Electromagnetics Code

=== SuperNEC ===
Homepage: http://www.supernec.com/
* Antennenberechnung mittels "Momentenmethode"
* 30-Tage-Testversion sowie unbegrenzt lauffähige Studentenversion (gegen Nachweis) erhältlich

==Numerische Berechnungswerkzeuge==

===Derive===
http://education.ti.com

===FreeMat===
http://freemat.sourceforge.net
* freier MatLab-Clone
* für Windows, Linux, Mac OS X

===GAUSS===
Wissenschaftliche Simulationssoftware zur Berechung 3-dimensionaler Ladungsverteilungen in z.B. Halbleitern. Kann aus Geometrie und Dotierungsprofilen die Halbleitergleichungen ableiten.

===GnuPlot===
http://www.gnuplot.info/
* freie Software
* für Linux, Windows und weitere
* sehr mächtiges Tool, aber eher im Bereich der Datenauswertung (Diagramme)

===Maple===
Wissenschaftliche Analyse und Simulationssystem zur Lösung komplexester Aufgaben der Mathematik. Lizenzpflichtig.

===JMathLib===
http://mathlib.sourceforge.net
* freier Matlab-Clone in 100% Java
* für Windows, Linux, ...

===MatLab===
http://www.mathworks.com/

===MuPad===
http://www.mupad.de/

===Mathcad===
http://www.mathsoft.com/ http://www.ptc.com/appserver/mkt/products/home.jsp?k=3901
* rechnen mit Formeln wie auf dem Papier

===Octave===
http://www.octave.org/
* freier MatLab-Clone. Die Syntax ist überwiegend identisch
* für Linux, Windows, OSX

===GNU R===
http://www.r-project.org/
* freier S-Clone. Die Syntax ist überwiegend identisch
* für Linux, Windows, OSX

===SciLab===
http://www.scilab.org/
* freie Software
* für Linux, Windows, MacOS
* stellt eine C++ Library bereit, die in eigene DSP-Systeme eingebunden werden kann

===scipy===
scipy [http://www.scipy.org/] ist eine Erweiterung der Skriptsprache Python [http://www.python.org] mit numerischen Funktionen
* freie Software
* für Linux, Windows, OSX

Schaltungssimulation

2007-08-24T08:24:18Z

87.166.255.33: /* JMathLib */

==Analog==
Für Analogsimulation und Mixed-Mode (Digital/Analog) ist Spice State-of-the-art.
Spice ist inzwischen von vielen Herstellern erhältlich.

===PSpice===

http://www.orcad.com/download.orcaddemo.aspx
* nur für Windows
* kostenlos mit Größeneinschränkung
* Version 8 ist etwas übersichtlicher als die aktuelle
* Einführungen
** http://people.fh-landshut.de/~wlf/Pspice/Einfuehrung/Einfuehrung.pdf
** http://www.elektronikschule.de/~krausg/ (links im Menü "Einstieg in PSpice leichtgemacht")
** [http://www.spicelab.de/index.htm Robert Heinemanns PSPICE-Seiten]

===Simplorer===

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*kostenlose Studentenversion
===LTSpice/SwitcherCAD===

http://www.linear.com/company/software.jsp
* kostenlos
* als Einstieg empfehlenswert, da sehr übersichtlich
* läuft mit wine unter Linux.
* kleine Einführung: http://www.lme.fh-muenchen.de/lst/spice/LTSpiceInfo.pdf
* International User Group: http://groups.yahoo.com/group/LTspice/

Eine Liste von Bauteilen, die aus verschiedenen Quellen stammen, ist nach Anmeldung in der obigen User Group zu bekommen. Dort gibt es auch die Modelle zum Download. Die erste Anlaufquelle, um häufig eingsetzte Bauteile zu finden.

===ngSpice===

http://ngspice.sourceforge.net/
* Kommandozeilenorientiert
* für Linux, Windows, MacOS
* Anleitung für gEDA und Spice http://www.brorson.com/gEDA/SPICE/t1.html

===Micro-Cap===

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* nur für Windows
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===Electronics Workbench===
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* Freeware Version zwar verfügbar, verfügt aber kein Simulationsfeature
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===Tina===
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===Gnucap===
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===qucs===
http://qucs.sourceforge.net/
* freie Software
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=== lcfilter ===
http://www-users.cs.york.ac.uk/~fisher/lcfilter/
Online-Filterberechnung L-C-Filter

=== DOLPHIN SMASH ===
http://www.dolphin-integration.com/medal/smash/smash_overview.html
* Dolphin Smash is a mixed-signal, multi-language simulator for IC or PCB designs. It uses [[SPICE]] syntax for analog descriptions, [[Verilog]]-HDL and [[VHDL]] for digital, Verilog-A/AMS, VHDL-AMS and ABCD (a combination of SPICE and C) for analog behavioral, and C for [[DSP]] algorithms.
* Logik, Analog und Mixed-Simulation
* Für Linux und Windows
* Engeschränkte Evaluationsversion erhältlich

==Digital==

===DigitalSimulator===
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* nur für Windows

=== HADES ===
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=== mkfilter ===
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=== edef ===
[http://edef.sourceforge.net/ edef] - A simple discrete event simulation. The edef framework can be used to simulate typical logical circuits, autoregressive processes or digital controller circuits and maybe some more. It is designed to be simple enougth for use in schools or other educational context. It is also truly easy to extend.
== Mixed Analog-Digital ==
===SPECTRE===
Mixed AD-Simulator auf der Basis von VHDL-AMS
===HSPICE===
P-Spice-ähnlicher Simulator, der sowohl ABM-Modelle, als auch eigens erstellte library-Modelle verarbeiten kann.

==Hochfrequenztechnik==

=== Ansoft ===
Homepage: http://www.ansoft.de/downloads.cfm

free downloads are feature-limited, student versions of some of our
commercially distributed software. Intended for electrical engineering
students. Each download comes with a set of examples specially designed for
topics commonly studied at the junior, senior, and graduate levels of study.

=== Aplac ===
Homepage: http://www.aplac.com

AWR-APLAC offers a low-cost University License for educational and
non-commercial academic research use for universities and
other educational institutions.

=== ARRL Radio Designer ===
für 169€ bei http://www.ukw-berichte.de erhältlich http://www.arrl.org
* Amateurversion der amerikanischen Design-Software Super Compact.
* Mittlerweile durch Ansoft Designer (ehem. Ansoft Serenade) überholt

=== AADE Filter Design ===
Homepage: http://www.aade.com/filter.htm

kostenlose Analog-Filterberechnung:
* Butterworth, Chebyshev, Elliptic (Cauer), Bessel, Legendre and Linear Phase
* low-pass, high-pass, band-Pass, and band-reject filters.
* Coupled Resonator band-pass filters
* Crystal Ladder band-pass filters using identical crystals

=== ActiveFilterDesign ===
Active Filter Design für Matlab, kostenloser Download: http://academics.vmi.edu/ee_js/Research/Programs/materials/AFD12.zip

Handbuch: http://academics.vmi.edu/ee_js/Research/Programs/materials/Analog%20Filter%20Designer.pdf

* FIR, IIR, analoge Filter, Synthese und Analyse

=== FilterFree ===
http://www.nuhertz.com/filter/

Filter Free is the free version of Filter Solutions and Filter Light. Functionality is limited 3rd order analog and IIR filters, and 10 tap FIR filters. Filters are synthesized. Frequency, time, and reflection analysis are performed on the ideal, unmodified filters only. Transfer functions are displayed in standard form only.

=== HP AppCAD ===
http://www.hp.woodshot.com/

RF design software is provided free of charge by Agilent Technologies
as a service to the RF and microwave design community

=== PUFF - Microwave Design Software ===
für 22€ bei http://www.ukw-berichte.de/ erhältlich
* altes DOS-Programm für HF-Simulation und Platinenentwurf
* Microstrip HF-Berechnungen, Smith-Diagramm
* in den UKW-Berichten standen schon mehrere Artikel mit Beispielen
* zur Nutzung einer Kombination aus PUFF und Ansoft SV (=Studentenversion)

=== Microwave-Office / Tx-Line ===
Gratis: Tx-Line, ein "interactive transmission line calculator"
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=== RF-Sim 99 ===
kostenlos z.B. von: http://www.janson-soft.de/amateurfunk/rfsim99/rfsim99.htm

oder neben anderen PDFs zur HF-Technik: http://home.sandiego.edu/~ekim/e194rfs01/
* Berechnung aktiver und passiver Filter einschließlich Schaltplaneingabe
* Ausgabe von Frequenz- und Phasengang, Smith-Diagramm

=== Smith Plot ===
Neben diversen Mathcad-Beispielen und Skripten aus der HF-Technik eine Smith-Chart-Software:
http://www.fritz.dellsperger.net/downloads.htm

=== Sonnet Lite ===
Sonnet Lite provides a full-wave EM solution for 3D planar circuits
A fully functional and powerful EM analysis software.
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===qucs===
http://qucs.sourceforge.net/
* freie Software
* für Linux, Windows, OS X
* hervorragende technische Dokumentation
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==Antennensimulation==

=== EZ-NEC ===
Homepage: http://eznec.com/
* Antennenberechnung
demo program allows only 20 segments, which limits the complexity of antenna
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=== MiniNEC ===
Homepage: http://www.emsci.com/
* Antennenberechnung mittels "Momentenmethode" (Zerlegung der Antenne in kleine Segmente, Überlagerung der Teilfelder)
* eingeschränkte Studenten/Amateurversion erhältlich
* NEC = Numerical Electromagnetics Code

=== SuperNEC ===
Homepage: http://www.supernec.com/
* Antennenberechnung mittels "Momentenmethode"
* 30-Tage-Testversion sowie unbegrenzt lauffähige Studentenversion (gegen Nachweis) erhältlich

==Numerische Berechnungswerkzeuge==

===Derive===
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===FreeMat===
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* freier MatLab-Clone
* für Windows, Linux, Mac OS X

===GnuPlot===
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* sehr mächtiges Tool, aber eher im Bereich der Datenauswertung (Diagramme)

===Maple===
Wissenschaftliche Analyse und Simulationssystem zur Lösung komplexester Aufgaben der Mathematik. Lizenzpflichtig.

===JMathLib===
http://mathlib.sourceforge.net
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===MatLab===
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===MuPad===
http://www.mupad.de/

===Mathcad===
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* rechnen mit Formeln wie auf dem Papier

===Octave===
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===GNU R===
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===SciLab===
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===scipy===
scipy [http://www.scipy.org/] ist eine Erweiterung der Skriptsprache Python [http://www.python.org] mit numerischen Funktionen
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Schaltungssimulation

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87.166.255.33: /* SciLab */ DSP

==Analog==
Für Analogsimulation und Mixed-Mode (Digital/Analog) ist Spice State-of-the-art.
Spice ist inzwischen von vielen Herstellern erhältlich.

===PSpice===

http://www.orcad.com/download.orcaddemo.aspx
* nur für Windows
* kostenlos mit Größeneinschränkung
* Version 8 ist etwas übersichtlicher als die aktuelle
* Einführungen
** http://people.fh-landshut.de/~wlf/Pspice/Einfuehrung/Einfuehrung.pdf
** http://www.elektronikschule.de/~krausg/ (links im Menü "Einstieg in PSpice leichtgemacht")
** [http://www.spicelab.de/index.htm Robert Heinemanns PSPICE-Seiten]

===Simplorer===

http://www.ansoft.com/downloads.cfm
*kostenlose Studentenversion
===LTSpice/SwitcherCAD===

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* kostenlos
* als Einstieg empfehlenswert, da sehr übersichtlich
* läuft mit wine unter Linux.
* kleine Einführung: http://www.lme.fh-muenchen.de/lst/spice/LTSpiceInfo.pdf
* International User Group: http://groups.yahoo.com/group/LTspice/

Eine Liste von Bauteilen, die aus verschiedenen Quellen stammen, ist nach Anmeldung in der obigen User Group zu bekommen. Dort gibt es auch die Modelle zum Download. Die erste Anlaufquelle, um häufig eingsetzte Bauteile zu finden.

===ngSpice===

http://ngspice.sourceforge.net/
* Kommandozeilenorientiert
* für Linux, Windows, MacOS
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===Micro-Cap===

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===Electronics Workbench===
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* nur für Windows

===Tina===
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* sehr eingeschränkte Demo-Version (PCB Layout nur mit weniger als 50 Pads erlaubt)

===Gnucap===
http://www.geda.seul.org/tools/gnucap/

===qucs===
http://qucs.sourceforge.net/
* freie Software
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=== lcfilter ===
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Online-Filterberechnung L-C-Filter

=== DOLPHIN SMASH ===
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* Dolphin Smash is a mixed-signal, multi-language simulator for IC or PCB designs. It uses [[SPICE]] syntax for analog descriptions, [[Verilog]]-HDL and [[VHDL]] for digital, Verilog-A/AMS, VHDL-AMS and ABCD (a combination of SPICE and C) for analog behavioral, and C for [[DSP]] algorithms.
* Logik, Analog und Mixed-Simulation
* Für Linux und Windows
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==Digital==

===DigitalSimulator===
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=== mkfilter ===
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=== edef ===
[http://edef.sourceforge.net/ edef] - A simple discrete event simulation. The edef framework can be used to simulate typical logical circuits, autoregressive processes or digital controller circuits and maybe some more. It is designed to be simple enougth for use in schools or other educational context. It is also truly easy to extend.
== Mixed Analog-Digital ==
===SPECTRE===
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free downloads are feature-limited, student versions of some of our
commercially distributed software. Intended for electrical engineering
students. Each download comes with a set of examples specially designed for
topics commonly studied at the junior, senior, and graduate levels of study.

=== Aplac ===
Homepage: http://www.aplac.com

AWR-APLAC offers a low-cost University License for educational and
non-commercial academic research use for universities and
other educational institutions.

=== ARRL Radio Designer ===
für 169€ bei http://www.ukw-berichte.de erhältlich http://www.arrl.org
* Amateurversion der amerikanischen Design-Software Super Compact.
* Mittlerweile durch Ansoft Designer (ehem. Ansoft Serenade) überholt

=== AADE Filter Design ===
Homepage: http://www.aade.com/filter.htm

kostenlose Analog-Filterberechnung:
* Butterworth, Chebyshev, Elliptic (Cauer), Bessel, Legendre and Linear Phase
* low-pass, high-pass, band-Pass, and band-reject filters.
* Coupled Resonator band-pass filters
* Crystal Ladder band-pass filters using identical crystals

=== ActiveFilterDesign ===
Active Filter Design für Matlab, kostenloser Download: http://academics.vmi.edu/ee_js/Research/Programs/materials/AFD12.zip

Handbuch: http://academics.vmi.edu/ee_js/Research/Programs/materials/Analog%20Filter%20Designer.pdf

* FIR, IIR, analoge Filter, Synthese und Analyse

=== FilterFree ===
http://www.nuhertz.com/filter/

Filter Free is the free version of Filter Solutions and Filter Light. Functionality is limited 3rd order analog and IIR filters, and 10 tap FIR filters. Filters are synthesized. Frequency, time, and reflection analysis are performed on the ideal, unmodified filters only. Transfer functions are displayed in standard form only.

=== HP AppCAD ===
http://www.hp.woodshot.com/

RF design software is provided free of charge by Agilent Technologies
as a service to the RF and microwave design community

=== PUFF - Microwave Design Software ===
für 22€ bei http://www.ukw-berichte.de/ erhältlich
* altes DOS-Programm für HF-Simulation und Platinenentwurf
* Microstrip HF-Berechnungen, Smith-Diagramm
* in den UKW-Berichten standen schon mehrere Artikel mit Beispielen
* zur Nutzung einer Kombination aus PUFF und Ansoft SV (=Studentenversion)

=== Microwave-Office / Tx-Line ===
Gratis: Tx-Line, ein "interactive transmission line calculator"
http://web.appwave.com/Products/Microwave_Office/Feature_Guide.php?bullet_id=9

=== RF-Sim 99 ===
kostenlos z.B. von: http://www.janson-soft.de/amateurfunk/rfsim99/rfsim99.htm

oder neben anderen PDFs zur HF-Technik: http://home.sandiego.edu/~ekim/e194rfs01/
* Berechnung aktiver und passiver Filter einschließlich Schaltplaneingabe
* Ausgabe von Frequenz- und Phasengang, Smith-Diagramm

=== Smith Plot ===
Neben diversen Mathcad-Beispielen und Skripten aus der HF-Technik eine Smith-Chart-Software:
http://www.fritz.dellsperger.net/downloads.htm

=== Sonnet Lite ===
Sonnet Lite provides a full-wave EM solution for 3D planar circuits
A fully functional and powerful EM analysis software.
Get started on your EM analysis within the next 30 minutes by downloading SONNET Lite!
http://www.sonnetusa.com/products/lite/

===qucs===
http://qucs.sourceforge.net/
* freie Software
* für Linux, Windows, OS X
* hervorragende technische Dokumentation
* Impedanzrechenfunktionen für Strip- und Microstripleitungen
* Filterberechnungstool

==Antennensimulation==

=== EZ-NEC ===
Homepage: http://eznec.com/
* Antennenberechnung
demo program allows only 20 segments, which limits the complexity of antenna
you can analyze. (EZNEC 4.0 allows 500 )

=== MiniNEC ===
Homepage: http://www.emsci.com/
* Antennenberechnung mittels "Momentenmethode" (Zerlegung der Antenne in kleine Segmente, Überlagerung der Teilfelder)
* eingeschränkte Studenten/Amateurversion erhältlich
* NEC = Numerical Electromagnetics Code

=== SuperNEC ===
Homepage: http://www.supernec.com/
* Antennenberechnung mittels "Momentenmethode"
* 30-Tage-Testversion sowie unbegrenzt lauffähige Studentenversion (gegen Nachweis) erhältlich

==Numerische Berechnungswerkzeuge==

===Derive===
http://education.ti.com

===FreeMat===
http://freemat.sourceforge.net
* freier MatLab-Clone
* für Windows, Linux, Mac OS X

===GnuPlot===
http://www.gnuplot.info/
* freie Software
* für Linux, Windows und weitere
* sehr mächtiges Tool, aber eher im Bereich der Datenauswertung (Diagramme)

===JMathLib===
http://mathlib.sourceforge.net
* freier Matlab-Clone in 100% Java
* für Windows, Linux, ...

===MatLab===
http://www.mathworks.com/

===MuPad===
http://www.mupad.de/

===Mathcad===
http://www.mathsoft.com/ http://www.ptc.com/appserver/mkt/products/home.jsp?k=3901
* rechnen mit Formeln wie auf dem Papier

===Octave===
http://www.octave.org/
* freier MatLab-Clone. Die Syntax ist überwiegend identisch
* für Linux, Windows, OSX

===GNU R===
http://www.r-project.org/
* freier S-Clone. Die Syntax ist überwiegend identisch
* für Linux, Windows, OSX

===SciLab===
http://www.scilab.org/
* freie Software
* für Linux, Windows, MacOS
* stellt eine C++ Library bereit, die in eigene DSP-Systeme eingebunden werden kann

===scipy===
scipy [http://www.scipy.org/] ist eine Erweiterung der Skriptsprache Python [http://www.python.org] mit numerischen Funktionen
* freie Software
* für Linux, Windows, OSX

Schaltungssimulation

2007-08-24T08:19:44Z

87.166.255.33: /* edef */

==Analog==
Für Analogsimulation und Mixed-Mode (Digital/Analog) ist Spice State-of-the-art.
Spice ist inzwischen von vielen Herstellern erhältlich.

===PSpice===

http://www.orcad.com/download.orcaddemo.aspx
* nur für Windows
* kostenlos mit Größeneinschränkung
* Version 8 ist etwas übersichtlicher als die aktuelle
* Einführungen
** http://people.fh-landshut.de/~wlf/Pspice/Einfuehrung/Einfuehrung.pdf
** http://www.elektronikschule.de/~krausg/ (links im Menü "Einstieg in PSpice leichtgemacht")
** [http://www.spicelab.de/index.htm Robert Heinemanns PSPICE-Seiten]

===Simplorer===

http://www.ansoft.com/downloads.cfm
*kostenlose Studentenversion
===LTSpice/SwitcherCAD===

http://www.linear.com/company/software.jsp
* kostenlos
* als Einstieg empfehlenswert, da sehr übersichtlich
* läuft mit wine unter Linux.
* kleine Einführung: http://www.lme.fh-muenchen.de/lst/spice/LTSpiceInfo.pdf
* International User Group: http://groups.yahoo.com/group/LTspice/

Eine Liste von Bauteilen, die aus verschiedenen Quellen stammen, ist nach Anmeldung in der obigen User Group zu bekommen. Dort gibt es auch die Modelle zum Download. Die erste Anlaufquelle, um häufig eingsetzte Bauteile zu finden.

===ngSpice===

http://ngspice.sourceforge.net/
* Kommandozeilenorientiert
* für Linux, Windows, MacOS
* Anleitung für gEDA und Spice http://www.brorson.com/gEDA/SPICE/t1.html

===Micro-Cap===

http://www.spectrum-soft.com
* nur für Windows
* Evaluation Version (mit Einschränkungen) nach Registrierung erhältlich

===Electronics Workbench===
http://www.electronicsworkbench.com/edu/eduhom.html

* Freeware Version zwar verfügbar, verfügt aber kein Simulationsfeature
* nur für Windows

===Tina===
http://www.tina.com/
* sehr eingeschränkte Demo-Version (PCB Layout nur mit weniger als 50 Pads erlaubt)

===Gnucap===
http://www.geda.seul.org/tools/gnucap/

===qucs===
http://qucs.sourceforge.net/
* freie Software
* für Linux, Windows, OS X

=== lcfilter ===
http://www-users.cs.york.ac.uk/~fisher/lcfilter/
Online-Filterberechnung L-C-Filter

=== DOLPHIN SMASH ===
http://www.dolphin-integration.com/medal/smash/smash_overview.html
* Dolphin Smash is a mixed-signal, multi-language simulator for IC or PCB designs. It uses [[SPICE]] syntax for analog descriptions, [[Verilog]]-HDL and [[VHDL]] for digital, Verilog-A/AMS, VHDL-AMS and ABCD (a combination of SPICE and C) for analog behavioral, and C for [[DSP]] algorithms.
* Logik, Analog und Mixed-Simulation
* Für Linux und Windows
* Engeschränkte Evaluationsversion erhältlich

==Digital==

===DigitalSimulator===
http://www.digital-simulator.de/
* nur für Windows

=== HADES ===
http://tams-www.informatik.uni-hamburg.de/applets/hades/html/index.html
* betriebssystemunabhängig (Java)

=== mkfilter ===
http://www-users.cs.york.ac.uk/~fisher/mkfilter/
Online-Digitalfilterberechnung FIR, IIR

=== edef ===
[http://edef.sourceforge.net/ edef] - A simple discrete event simulation. The edef framework can be used to simulate typical logical circuits, autoregressive processes or digital controller circuits and maybe some more. It is designed to be simple enougth for use in schools or other educational context. It is also truly easy to extend.
== Mixed Analog-Digital ==
===SPECTRE===
Mixed AD-Simulator auf der Basis von VHDL-AMS
===HSPICE===
P-Spice-ähnlicher Simulator, der sowohl ABM-Modelle, als auch eigens erstellte library-Modelle verarbeiten kann.

==Hochfrequenztechnik==

=== Ansoft ===
Homepage: http://www.ansoft.de/downloads.cfm

free downloads are feature-limited, student versions of some of our
commercially distributed software. Intended for electrical engineering
students. Each download comes with a set of examples specially designed for
topics commonly studied at the junior, senior, and graduate levels of study.

=== Aplac ===
Homepage: http://www.aplac.com

AWR-APLAC offers a low-cost University License for educational and
non-commercial academic research use for universities and
other educational institutions.

=== ARRL Radio Designer ===
für 169€ bei http://www.ukw-berichte.de erhältlich http://www.arrl.org
* Amateurversion der amerikanischen Design-Software Super Compact.
* Mittlerweile durch Ansoft Designer (ehem. Ansoft Serenade) überholt

=== AADE Filter Design ===
Homepage: http://www.aade.com/filter.htm

kostenlose Analog-Filterberechnung:
* Butterworth, Chebyshev, Elliptic (Cauer), Bessel, Legendre and Linear Phase
* low-pass, high-pass, band-Pass, and band-reject filters.
* Coupled Resonator band-pass filters
* Crystal Ladder band-pass filters using identical crystals

=== ActiveFilterDesign ===
Active Filter Design für Matlab, kostenloser Download: http://academics.vmi.edu/ee_js/Research/Programs/materials/AFD12.zip

Handbuch: http://academics.vmi.edu/ee_js/Research/Programs/materials/Analog%20Filter%20Designer.pdf

* FIR, IIR, analoge Filter, Synthese und Analyse

=== FilterFree ===
http://www.nuhertz.com/filter/

Filter Free is the free version of Filter Solutions and Filter Light. Functionality is limited 3rd order analog and IIR filters, and 10 tap FIR filters. Filters are synthesized. Frequency, time, and reflection analysis are performed on the ideal, unmodified filters only. Transfer functions are displayed in standard form only.

=== HP AppCAD ===
http://www.hp.woodshot.com/

RF design software is provided free of charge by Agilent Technologies
as a service to the RF and microwave design community

=== PUFF - Microwave Design Software ===
für 22€ bei http://www.ukw-berichte.de/ erhältlich
* altes DOS-Programm für HF-Simulation und Platinenentwurf
* Microstrip HF-Berechnungen, Smith-Diagramm
* in den UKW-Berichten standen schon mehrere Artikel mit Beispielen
* zur Nutzung einer Kombination aus PUFF und Ansoft SV (=Studentenversion)

=== Microwave-Office / Tx-Line ===
Gratis: Tx-Line, ein "interactive transmission line calculator"
http://web.appwave.com/Products/Microwave_Office/Feature_Guide.php?bullet_id=9

=== RF-Sim 99 ===
kostenlos z.B. von: http://www.janson-soft.de/amateurfunk/rfsim99/rfsim99.htm

oder neben anderen PDFs zur HF-Technik: http://home.sandiego.edu/~ekim/e194rfs01/
* Berechnung aktiver und passiver Filter einschließlich Schaltplaneingabe
* Ausgabe von Frequenz- und Phasengang, Smith-Diagramm

=== Smith Plot ===
Neben diversen Mathcad-Beispielen und Skripten aus der HF-Technik eine Smith-Chart-Software:
http://www.fritz.dellsperger.net/downloads.htm

=== Sonnet Lite ===
Sonnet Lite provides a full-wave EM solution for 3D planar circuits
A fully functional and powerful EM analysis software.
Get started on your EM analysis within the next 30 minutes by downloading SONNET Lite!
http://www.sonnetusa.com/products/lite/

===qucs===
http://qucs.sourceforge.net/
* freie Software
* für Linux, Windows, OS X
* hervorragende technische Dokumentation
* Impedanzrechenfunktionen für Strip- und Microstripleitungen
* Filterberechnungstool

==Antennensimulation==

=== EZ-NEC ===
Homepage: http://eznec.com/
* Antennenberechnung
demo program allows only 20 segments, which limits the complexity of antenna
you can analyze. (EZNEC 4.0 allows 500 )

=== MiniNEC ===
Homepage: http://www.emsci.com/
* Antennenberechnung mittels "Momentenmethode" (Zerlegung der Antenne in kleine Segmente, Überlagerung der Teilfelder)
* eingeschränkte Studenten/Amateurversion erhältlich
* NEC = Numerical Electromagnetics Code

=== SuperNEC ===
Homepage: http://www.supernec.com/
* Antennenberechnung mittels "Momentenmethode"
* 30-Tage-Testversion sowie unbegrenzt lauffähige Studentenversion (gegen Nachweis) erhältlich

==Numerische Berechnungswerkzeuge==

===Derive===
http://education.ti.com

===FreeMat===
http://freemat.sourceforge.net
* freier MatLab-Clone
* für Windows, Linux, Mac OS X

===GnuPlot===
http://www.gnuplot.info/
* freie Software
* für Linux, Windows und weitere
* sehr mächtiges Tool, aber eher im Bereich der Datenauswertung (Diagramme)

===JMathLib===
http://mathlib.sourceforge.net
* freier Matlab-Clone in 100% Java
* für Windows, Linux, ...

===MatLab===
http://www.mathworks.com/

===MuPad===
http://www.mupad.de/

===Mathcad===
http://www.mathsoft.com/ http://www.ptc.com/appserver/mkt/products/home.jsp?k=3901
* rechnen mit Formeln wie auf dem Papier

===Octave===
http://www.octave.org/
* freier MatLab-Clone. Die Syntax ist überwiegend identisch
* für Linux, Windows, OSX

===GNU R===
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* freier S-Clone. Die Syntax ist überwiegend identisch
* für Linux, Windows, OSX

===SciLab===
http://www.scilab.org/
* freie Software
* für Linux, Windows, MacOS

===scipy===
scipy [http://www.scipy.org/] ist eine Erweiterung der Skriptsprache Python [http://www.python.org] mit numerischen Funktionen
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* für Linux, Windows, OSX