Przechodzimy teraz do zasadniczej kwestii składników pakietu. Jak widać w jego skład wchodzą : Schematics-odpowiedzialny za tworzenie schematów ideowych, Design Manager-zarządca pakietu,PS SPICE A/D-moim zdaniem wraz z następnym Probe najważniejszy komponent, gdyż pokazuje zachowanie układu przy ustalonych warunkach;PS Board-przydatny dodatek,w którym można utworzyć projekt płytki drukowanej, tak jak np.w Eagle’u, z tym że tu są mniejsze możliwości w tym zakresie. Optimizer służy do optymalizacji elementów. W czasie analizy DC obliczane są stałoprądowe punkty pracy dla zmieniających się parametrów układu, Program wykonuje analizę zastępując indukcyjności bardzo małymi rezystancjami (ok. 0.01a pojemności bardzo dużymi (ok.10^8). Przed analizą stanów nieustalonych wykonana jest zawsze analiza stałoprądowa w celu wyznaczenia warunków początkowych. W czasie analizy AC obliczane są zmiennoprądowe wartości wielkości wyjściowych w funkcji częstotliwości. Początkowo obliczane są stałoprądowe punkty pracy elementów układu, a następnie wyznaczane są parametry modeli nieliniowych. Po tych obliczeniach układ jest analizowany w dziedzinie częstotliwości. Wynikiem analizy jest zwykle wartość jednej z transmitancji układu dla podanych częstotliwości. Jeśli układ zawiera tylko jedno źródło napięciowe (prądowe), dogodnie jest przyjąć dla niego wartość jednostkowa lub zerowa. Wynikiem analizy jest odpowiedź czasowa układu w przedziale od do podanej wartości końcowej. Warunki początkowe są obliczane w czasie wykonanej wcześniej analizy stałoprądowej przy założeniu, ze przed chwila t = t0 w układzie panował stan ustalony. Każdy przebieg okresowy może być przedstawiony za pomocą szeregu trygonometrycznego zwanego szeregiem Fouriera. Analiza Fouriera umożliwia obliczenie poszczególnych składowych szeregu aż do 9 harmonicznej.

SPICE to akronim od słów Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis, co można przetłumaczyć jako program do symulacji układów elektronicznych ze szczególnym uwzględnieniem układów scalonych. Takie komputerowe programy symulacyjne umożliwiają badania układów elektronicznych bez potrzeby korzystania z drogich przyrządów pomiarowych czy podzespołów laboratoryjnych. Dzięki rozbudowanym możliwościom oprogramowania istnieje możliwość dokonania szeregu skomplikowanych pomiarów i analiz umożliwiających wyszukanie błędów na tym etapie projektowania układu. Zatem zastosowanie badań symulacyjnych skraca czas wykonania projektu zmniejszając liczbę błędów w projektowaniu urządzenia. Program wywodzi się z innego programu zwanego CANCER(Computer Analysis of Non-Linear Limits Excluding Radiation), napisanego przez prof. Ronalda Rohrera z U.C. Berkley. Zrobił to w latach 60’ wraz z pomocą swoich studentów. Na początku program miał tylko trzy funkcje obliczeniowe.Z biegiem lat powstawały nowsze, bardziej rozwinięte wersje,cieszące się dużą popularnością. Przez te ponad 30 lat powstało wiele wersji SPICE’a produkowane przez różne przedsiębiorstwa. Najpopularniejszą jest PS SPICE, produkowany kiedyś przez MicroSim. Teraz Orcad przejął ten projekt. Są wersje na różne systemy operacyjne.Praca w Windowsach jest znacznie łatwiejsza, z tego względu,że w DOS-ie musimy ręcznie tworzyć pliki wpisując doń odpowiednie komendy, nazwy elementów, ich rozmieszczenie,co jest bardzo żmudną pracą. „Pod Windowsem” tworzymy schemat z gotowych elementów i plik sam się potem tworzy. Dostępne są zarówno pełne wersje, demo i evaluacyjne. Cena za tą pierwszą wynosi od 9 tys.dolarów. Ja używam wersji evaluacyjnej DesignLab Eval 8, króra ma pewne ograniczenia jak np.max. ilość elementów schematu to 50,czy max. liczba nowo tworzonych elementów biblioteki to 20. Restrykcje te dla niezaawansowanego użytkownika nie będą miały znaczenia, gdyż zazwyczaj nie tworzymy tak rozbudowanych projektów. Obecnie na rynku konkurencją dla SPICE’a są m.in. Amilab,Crocodile Clips i Elektronics Workbench. Są one darmowe,ale służą do zadań na poziomie szkolnym. Później jeden z nich porównam ze SPICE’m.

Historia informatyki, w dzisiejszym znaczeniu tego słowa, rozpoczyna się w latach 40. XX wieku, kiedy pojawiły się pierwsze kalkulatory służące m.in. do mechanizacji procesu dekryptażu szyfrogramów niemieckiej maszyny szyfrowej Enigma.Trzeba jednak sprecyzować gdzie konkretnie jest informatyka,którą przeciętny obywatel sprowadza do monitora,myszki, drukarki i Internetu.Można takie obszary długo wymieniać,jednak warto skupić się na najważniejszych.Do takich z pewnością należy medycyna. Generalnie rzecz biorąc zastosowanie informatyki można tu podzielić na kilka obszarów .W pierwszym z nich wykorzystano ją do konstrukcji urządzeń diagnostycznych i wszelkiego rodzaju konstrukcjach do ułatwienia życia po przebytych chorobach czy w ich trakcie.Myślę,że tomograf komputerowy jest tu najlepszym przykładem. Bez komputerowej syntezy obrazu i analizy sygnałów nie da się zbudować takiego urządzenia.W postaci mikrochipów komputery przenikają nawet do wnętrza organizmu. Dzieje się tak za sprawą urządzeń cybernetycznych, komputerowo sterowanych protez kończyn,protez narządów zmysłów czy rozruszników serca.Jednocześnie komputer bezustannie czuwa nad stanem zdrowia pacjenta,alarmując personel medyczny o niebezpieczeństwie jeśli zajdzie taka potrzeba. Drugi ważny obszar zastosowań wiąże się z bardziej tradycyjną formą informatyki.Obecne placówki medyczne przechowują ogromną ilość danych o pacjentach,m.in.stan zdrowia,wyniki analiz i wiele innych.Dostęp do danych musi być bardzo szybki gdyż to może być kluczowe w kryzysowej sytuacji.Oprócz bazy pacjentów są jeszcze inne, mniej lub bardziej obszerne.Odpowiednio połączone w połączeniu z odpowiednim oprogramowaniem dają niewyobrażalne efekty w medycynie.Oczywiście ułatwia to współpracę z innymi ośrodkami krajowymi i zagranicznymi,które mają dostęp do naszych informacji. Trzeci obszar to tzw.wirtualna rzeczywistość.Obecnie, poprzez łącze internetowe,można kontaktować się z danym ośrodkiem,prowadzić konferencję, wykłady dla studentów, a nawet operacje.W końcu 1995r. doniesiono o pierwszych operacjach prowadzonych na odległość przy pomocy wirtualnej rzeczywistości.Poprzez sieć, łatwiej zadawać trudne pytania szczególnie osobom nieśmiałym.

Teraz zajmiemy się wyłącznie pakietem Eagle’a. Nazwa z angielskiego znaczy orzeł. Jest to jednak akronim do słów Easily Applicade Graphical Layout Editor (łatwy w stosowaniu graficzny edytor obwodów drukowanych). Należy on do rodziny programów CAD( Computer Aided Design)-komputerowa pomoc przy projektowaniu. Pierwsza wersja pojawiła się na początku lat 90.Jest to produkt niemieckiej firmy „Cadsoft”.Plik instalacyjny edycji freeware można pobrać ze strony producenta. Są tam także informacje jak zakupić licencję. Dostępne są dwie wersje językowe aplikacji : angielski,niemiecki. Mamy do wyboru kilka rodzaji edycji. Zaczynając od Proffesional Edition i schodząc w dół w hierarchi tracimy funkcjonalność lecz wydajemy mniej gotówki. Darmowa wersja ma 4 ważne ograniczenia: wymiary płytki 100mm*80mm,tylko dwie warstwy,niemożliwa komercja(tylko na własny użytek) i schemat ideowy może być przedstawiony tylko na jednej stronie. Ceny dotyczą całego pakietu tylko dla jednego użytkownika. Dla więcej ceny są dwukrotnie większe. Pakiet Eagle’a składa się z czterech podst. programów. Są to edytor schematów, edytor bibliotek, edytor płytki drukowanej i AUTORUTER.W edytorze schematów tworzymy schemat ideowy urządzenia. Jest to dosyć proste, gdyż interfejs użytkownika nie różni się zbyt od windowskiego. Ponadto mamy szereg funkcji, które są intuicyjne w działaniu. Z edytora bibliotek wybieramy sobie elementy jakie potrzebujemy aby narysować schemat ideowy. W edytorze płytki drukowanej tworzymy za pomocą autorutera fizyczny wygląd naszej płytki. Przejdziemy teraz do bardziej zasadniczej kwestii mianowicie do możliwości pakietu. Zaczynamy od funkcji ERC. Gdy mamy narysowany schemat ideowy, aby upewnić się,że układ będzie działał włączamy test , który mówi czy połączenia z elektrycznego punktu widzenia są poprawne. Do tego właśnie służy ERC. Daje możliwość kontroli nad projektem już we wczesnym etapie. Po narysowaniu i sprawdzeniu schematu przechodzimy do modułu Board.Widać tu płytkę i fizyczne połączenia elementów. Autoruter służy do automatycznego znalezienia i poprawnego poprowadzenia ścieżek. My musimy jedynie rozmieścić elementy na wirtualnej płytce. Tutaj widać płytkę po zadziałaniu Autorutera. Działa on na zasadzie Ripup/Retry,co oznacza,że rozłącza i wstawia w innej konfiguracji ścieżki , dopóki nie ułoży ich prawidłowo. Czas jego działania jest teoretycznie nie ograniczony, ale nie zdarza się to w praktyce.Niebieskie linie to ścieżki znajdujące się na warstwie dolnej,a czerwone na warstwie górnej.Warto tu także wspomnieć o odpowiedniku ERC dla modułu Board. Jest to funkcja zwana DRC. Sprawdza ona również poprawność połączeń pod względem elektrycznym. Istnienie dwóch podobnych funkcji jest spowodowane tym,iż moduły można kupować i instalować oddzielnie. Możliwe jest także tworzenie projektów bez edytora schematów, a kontrola jest zawsze potrzebna.Czyli edytor schematów może,ale nie musi być.