Web-based Spice for innovative learning methods

Abstract

Etter hvert som cloud computing øker sin tilstedeværelse, integreres flere programvarer som webapplikasjoner. IDE8 gir et skybasert utviklingsmiljø for elektronikk. Inkludering av en nettbasert Spice simulator i dette rammeverket kan utvide den pedagogiske bruken av dette utivkler miljøet. Spice simulering av elektroniske kretser regnes som en bransjestandard måte å simulere en elektronisk krets før produksjon. Likevel kan læring Spice programmering være en vanskelig prosess, siden mange simulatorer mangler en skjematisk tegnefunksjon. Denne oppgaven vil undersøke spesifikasjoner og implementering av et grafisk brukergrensesnitt (GUI) for en online krets design vertkøy. Det vil også inkludere et virtuelt arbeidskontor (server), som håndterer backend-prosessen med å simulere kretsen i AIM-Spice. Denne oppgaven utfører en implementering av en Angular Based Spice webapplikasjon, som inkluderer en elektronisk krets designer, netlist, målinger og en backend-server. Kommunikasjon mellomwebapplikasjonen og serveren utføres via Gorilla websocket og JSON meldinger. Når en netlist er mottatt, simulerer serveren netlisten i AIM-Spice og returnerer resultatet til webapplikasjonen. Resultatet blir deretter visualisert som en graf. Lagring av hver komponenttilstand holder komponenten fra å initialisere på nytt når den lastes inn igjen etter en vindusendring. Lagring av tilstandene gir en større brukervennlighet. Webapplikasjonen er ikke klar til bruk på dette stadiet. En nyere og foretrukket TypeScript-bibliotek må inkluderes for tegning av kretser. Cytoscape, som brukes i denne oppgaven, viste seg å ikke inneholde alle ønskede funksjoner. Angular gir en brukervennlig GUI og gjør detmulig å trekke ut funksjonalitet for fremtidig utvikling.

As cloud computing increases its presence, more software programs are integrated as web applications. IDE8 provides a cloudbased development environment for electronics. Including a web-based Spice simulator into this framework could extend the educational usage of this environment. Spice simulation of electronic circuits is considered the industry standard way for simulating an electronic circuit before production. Nevertheless, learning Spice programming can be a difficult process, since many simulators are lacking a schematic editor. This thesis will investigate specifications and implementation of a frontend graphical user interface (GUI) for an online circuit editor. It will also include a virtual work office (server), which handles the backend process of simulating the circuit in AIM-Spice. This thesis carries out an implementation of an Angular based Spice web application, which includes an electronic circuit editor, netlist, measurements and a backend server. Communication between the web application and the server is done through Gorilla websocket and JSON messages. When a netlist is received, the server will simulate the netlist in AIM-Spice and return the result to the web application. The result is then visualized as a graph. Storing each components state keeps the component from re-initializing when it is reloaded from a window change. Storing the states provides a greater user intractability. The web application is not ready to be used at this stage. A newer and preferable TypeScript library needs to be included for drawing circuits. Cytoscape, which is used in this thesis, proved to not contain all the wanted functionalities. Angular provides an easy-to-use GUI and enables functionalities to be extracted for future development.