Ngspice MCP

🚀 ngspice - mcp サーバー

ngspice 回路シミュレーション機能へのアクセスを提供するモデルコンテキストプロトコル (MCP) サーバーです。このサーバーは、標準化されたプロトコルインターフェースを通じて、AI 言語モデルと ngspice のやり取りを可能にし、そのやり取りをより構造化されたものにし、制御可能にします。

✨ 主な機能

• ngspice 共有ライブラリインターフェースを統合
• MCP プロトコルの標準バージョンを実装
• 同期操作で、データアクセスを構造化
• 出力を全面的にキャプチャし、リダイレクト可能
• ベクトルデータを処理し、複数の表現形式をサポート
• サーバーモードとライブラリモードの両方での使用をサポート
• 組み込みテストスイートを備える

📦 インストール

システム要件

• D コンパイラ (DMD/LDC)
• ngspice 共有ライブラリファイル
• MCP サーバーライブラリ (d - mcp - server)
• D ビルドシステム (dub)

インストール手順

1. システム必須コンポーネントをインストール
2. コードリポジトリをクローン
3. dub を使用してビルド:

dub build --config=server

💻 使用例

基本的な使用法

サーバー起動コマンド:

./ngspice-mcp [options]

コマンドラインオプション

• --working-dir, -d: 回路ファイルの作業ディレクトリを設定（デフォルト：カレントディレクトリ）

利用可能なツール

回路ロード

• loadCircuit: 回路ネットリストを直接ロード
• loadNetlistFromFile: ファイルからネットリストをロード

例のネットリスト:

RC 回路
R1 in out 1k
C1 out 0 1u
.end

シミュレーション実行

• runSimulation: シミュレーションコマンドを実行

一般的なコマンドには以下が含まれます:

• op: DC 動作点
• dc source start stop step
• ac dec points fstart fend
• tran step tstop

データアクセス

• getPlotNames: 利用可能なシミュレーショングラフをリスト表示
• getVectorNames: 特定のグラフ内のベクトル名を取得
• getVectorData: ベクトルデータを検索し、以下をサポート:
  • 振幅 - 位相表現
  • 実部 - 虚部表現
  • 両方の表現を同時に表示
  • オプションの区間選択

リソースアクセス

• stdout://: ngspice からの標準出力ストリーム
• stderr://: ngspice からのエラー出力ストリーム
• usage://: 包括的な使用ガイド

📚 ドキュメント

開発詳細

プロジェクト構造

ngspice-mcp/
├── source/
│   ├── app.d           # メインプログラムファイル
│   ├── bindings/       # ngspice C API バインディング
│   ├── database/       # SQLite データベース処理
│   ├── parser/         # ネットリスト解析器
│   └── server/         # MCP サーバー実装
├── resources/          # リソースファイル
└── bin/               # ビルド出力ディレクトリ

ビルド構成

1. サーバーモード

dub build --config=server

2. ライブラリモード

dub build --config=library

3. 単体テスト

dub test --config=unittest

テスト方法

テストスイートを実行:

dub test

テスト対象範囲には以下が含まれます:

• ngspice バインディングの検証
• サーバー機能のテスト
• ツールの可用性テスト
• データ処理の正確性評価

技術詳細

システムアーキテクチャ

このシステムは主に以下の重要なコンポーネントで構成されています:

1. メインプログラム (app.d)

   • ユーザー入力コマンドを受け取り、解析する
   • 関連サービスモジュールを初期化する
   • 各コンポーネント間の通信を調整する

2. ngspice バインディング (bindings/)

   • ngspice 動的ライブラリインターフェースをラッピングする
   • シミュレーション機能を呼び出すための高レベル関数を提供する
   • ネイティブコードとのやり取りを処理する

3. データベース処理 (database/)

   • シミュレーションの入出力データを管理する
   • 履歴結果を保存し、検索する
   • 複雑なデータクエリ操作を実行する

4. ネットリスト解析器 (parser/)

   • 回路ネットリストファイル形式を解析する
   • 構文の正しさを検証する
   • 抽象的な回路表現モデルを提供する

5. サーバー実装 (server/)

   • MCP プロトコルインターフェースを実装する
   • クライアント接続とリクエストを処理する
   • リモート呼び出しサービスをサポートする

データベースシステム

データベースモジュールは、シミュレーションプロセス中のデータを管理する責任があり、主な機能は以下の通りです:

1. データ保存

   • 回路設定、パラメータ、および結果を SQLite データベースに永続化する
   • データの一貫性を確保するためのトランザクション処理をサポートする

2. データクエリ

   • 柔軟なクエリ条件の組み合わせを提供する
   • 複雑なデータ関連分析をサポートする
   • 一般的なクエリパスのパフォーマンスを最適化する

3. データ処理

   • 必要なデータ変換と計算を実行する
   • データの有効期限とバージョン管理を行う
   • 履歴データのアーカイブとクリーンアップを処理する

使用説明

1. 依存関係のインストール

dub fetch d-mcp-server ngspice

2. プロジェクトのビルド

dub build --config=server

3. 実行例

./ngspice-mcp --working-dir examples/

4. インターフェースへのアクセス

• HTTP インターフェース: http://localhost:8080
• gRPC インターフェース: localhost:50051

🤝 貢献ガイド

コードやドキュメントの貢献を歓迎します！

• バグ修正を提出する
• 新機能を追加する
• テストケースを充実させる
• ドキュメントを改善する

貢献するには以下の手順に従ってください:

1. プロジェクトリポジトリをフォークする
2. 新しい機能ブランチを作成する
3. コードの変更をコミットする
4. Pull Request を提出する

📄 ライセンス

このプロジェクトは MIT License に従います。

📞 連絡先

質問や提案がある場合は、以下の方法で連絡してください:

• メール: contact@ngspice-mcp.com
• GitHub: https://github.com/yourusername/ngspice-mcp

ngspice - mcp サーバーをご利用いただき、ありがとうございます！