Ngspice MCP

🚀 ngspice-mcp 服務器

ngspice-mcp 服務器是一個提供訪問 ngspice 電路仿真功能的模型上下文協議 (MCP) 服務器。它通過標準化協議接口實現 AI 語言模型與 ngspice 的交互，讓交互過程更加結構化和受控。

🚀 快速開始

ngspice-mcp 服務器為用戶提供了便捷的 ngspice 電路仿真功能訪問途徑。通過標準化的 MCP 協議接口，實現了 AI 語言模型與 ngspice 的結構化交互。下面將為你介紹如何快速開啟使用之旅。

✨ 主要特性

• 接口集成：集成 ngspice 共享庫接口。
• 協議實現：實現 MCP 協議標準版本。
• 同步操作：同步操作，數據訪問結構化。
• 輸出捕獲：全面捕獲輸出及重定向。
• 向量處理：處理向量數據，支持多種表示格式。
• 模式支持：支持服務器模式和庫模式使用。
• 測試套件：內置測試套件。

📦 安裝指南

系統要求

• D 編譯器 (DMD/LDC)
• ngspice 共享庫文件
• MCP 服務器庫 (d-mcp-server)
• D 構建系統 (dub)

安裝步驟

1. 安裝系統必備組件。
2. 克隆代碼倉庫。
3. 使用 dub 進行構建：

dub build --config=server

💻 使用示例

服務器啟動

服務器啟動命令:

./ngspice-mcp [options]

命令行選項

• --working-dir, -d: 設置電路文件的工作目錄（默認：當前目錄）

可用工具

電路加載

• loadCircuit: 直接加載電路網表
• loadNetlistFromFile: 從文件中加載網表

示例網表:

RC 迴路
R1 in out 1k
C1 out 0 1u
.end

模擬運行

• runSimulation: 執行仿真命令

常見命令包括：

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

數據訪問

• getPlotNames: 列出可用的仿真圖形
• getVectorNames: 獲取特定圖形中的向量名稱
• getVectorData: 檢索向量數據，支持：
  • 幅度 - 相位表示
  • 實部 - 虛部表示
  • 同時顯示兩種表示方式
  • 可選區間選擇

資源訪問

• stdout://: 標準輸出流來自 ngspice
• stderr://: 錯誤輸出流來自 ngspice
• usage://: 全面的使用指南

📚 詳細文檔

開發細節

項目結構

ngspice-mcp/
├── source/
│   ├── app.d           # 主程序文件
│   ├── bindings/       # ngspice C API 綁定
│   ├── database/       # SQLite 數據庫處理
│   ├── parser/         # 網表解析器
│   └── server/         # MCP 服務器實現
├── resources/          # 資源文件
└── bin/               # 構建輸出目錄

構建配置

1. 服務器模式

dub build --config=server

2. 庫模式

dub build --config=library

3. 單元測試

dub test --config=unittest

測試方法

運行測試套件：

dub test

測試覆蓋範圍包括：

• ngspice 綁定驗證
• 服務器功能測試
• 工具可用性測試
• 數據處理正確性評估

使用說明

1. 安裝依賴

dub fetch d-mcp-server ngspice

2. 構建項目

dub build --config=server

3. 運行示例

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

4. 訪問接口

• HTTP 接口：http://localhost:8080
• gRPC 接口：localhost:50051

🔧 技術細節

系統架構

該系統主要由以下幾個關鍵組件構成：

1. 主程序 (app.d)
   • 負責接收和解析用戶輸入命令。
   • 初始化相關服務模塊。
   • 協調各組件間的通信。
2. ngspice 綁定 (bindings/)
   • 封裝 ngspice 動態庫接口。
   • 提供高階函數方便調用仿真功能。
   • 處理與原生代碼的交互。
3. 數據庫處理 (database/)
   • 管理仿真的輸入輸出數據。
   • 保存和檢索歷史結果。
   • 執行復雜的數據查詢操作。
4. 網表解析器 (parser/)
   • 解析電路網表文件格式。
   • 驗證語法正確性。
   • 提供抽象的電路表示模型。
5. 服務器實現 (server/)
   • 實現 MCP 協議接口。
   • 處理客戶端連接和請求。
   • 提供遠程調用服務支持。

數據庫系統

數據庫模塊負責管理仿真過程中的數據，主要功能包括：

1. 數據存儲
   • 將電路配置、參數及結果持久化到 SQLite 數據庫。
   • 支持事務處理確保數據一致性。
2. 數據查詢
   • 提供靈活的查詢條件組合。
   • 支持複雜的數據關聯分析。
   • 優化常用查詢路徑性能。
3. 數據處理
   • 執行必要的數據轉換和計算。
   • 管理數據的有效期和版本控制。
   • 處理歷史數據的歸檔和清理。

🤝 貢獻指南

歡迎貢獻代碼和文檔！你可以通過以下方式進行貢獻：

• 提交 bug 修復。
• 增加新功能。
• 完善測試用例。
• 改進文檔說明。

請按照以下步驟進行貢獻：

1. Fork 項目倉庫。
2. 創建新的功能分支。
3. 提交代碼更改。
4. 提交 Pull Request。

📄 許可證

本項目遵循 MIT License。

📞 聯繫方式

有問題或建議請聯繫：

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

感謝使用 ngspice-mcp 服務器！