Ngspice MCP

🚀 ngspice-mcp 服务器

ngspice-mcp 服务器是一个提供访问 ngspice 电路仿真功能的模型上下文协议 (MCP) 服务器。它通过标准化协议接口实现 AI 语言模型与 ngspice 的交互，让交互过程更加结构化和受控。

✨ 主要特性

• 接口集成：集成 ngspice 共享库接口。
• 协议实现：实现 MCP 协议标准版本。
• 同步操作：同步操作，数据访问结构化。
• 输出捕获：全面捕获输出及重定向。
• 向量处理：处理向量数据，支持多种表示格式。
• 模式支持：支持服务器模式和库模式使用。
• 测试套件：内置测试套件。

📦 安装指南

系统要求

• D 编译器 (DMD/LDC)
• ngspice 共享库文件
• MCP 服务器库 (d-mcp-server)
• D 构建系统 (dub)

安装步骤

1. 安装系统必备组件。
2. 克隆代码仓库。
3. 使用 dub 进行构建：

dub build --config=server

💻 使用示例

基础用法

服务器启动命令:

./ngspice-mcp [options]

命令行选项

• --working-dir, -d: 设置电路文件的工作目录（默认：当前目录）

可用工具

电路加载

• loadCircuit: 直接加载电路网表。
• loadNetlistFromFile: 从文件中加载网表。

示例网表:

RC 回路
R1 in out 1k
C1 out 0 1u
.end

模拟运行

• runSimulation: 执行仿真命令。

常见命令包括：

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

数据访问

• getPlotNames: 列出可用的仿真图形。
• getVectorNames: 获取特定图形中的向量名称。
• getVectorData: 检索向量数据，支持：
  • 幅度 - 相位表示
  • 实部 - 虚部表示
  • 同时显示两种表示方式
  • 可选区间选择

资源访问

• stdout://: 标准输出流来自 ngspice。
• stderr://: 错误输出流来自 ngspice。
• usage://: 全面的使用指南。

📚 详细文档

开发细节

项目结构

ngspice-mcp/
├── source/
│   ├── app.d           # 主程序文件
│   ├── bindings/       # ngspice C API 绑定
│   ├── database/       # SQLite 数据库处理
│   ├── parser/         # 网表解析器
│   └── server/         # MCP 服务器实现
├── resources/          # 资源文件
└── bin/               # 构建输出目录

构建配置

1. 服务器模式

dub build --config=server

2. 库模式

dub build --config=library

3. 单元测试

dub test --config=unittest

测试方法

运行测试套件：

dub test

测试覆盖范围包括：

• ngspice 绑定验证
• 服务器功能测试
• 工具可用性测试
• 数据处理正确性评估

技术细节

系统架构

该系统主要由以下几个关键组件构成：

1. 主程序 (app.d)
   • 负责接收和解析用户输入命令。
   • 初始化相关服务模块。
   • 协调各组件间的通信。
2. ngspice 绑定 (bindings/)
   • 封装 ngspice 动态库接口。
   • 提供高阶函数方便调用仿真功能。
   • 处理与原生代码的交互。
3. 数据库处理 (database/)
   • 管理仿真的输入输出数据。
   • 保存和检索历史结果。
   • 执行复杂的数据查询操作。
4. 网表解析器 (parser/)
   • 解析电路网表文件格式。
   • 验证语法正确性。
   • 提供抽象的电路表示模型。
5. 服务器实现 (server/)
   • 实现 MCP 协议接口。
   • 处理客户端连接和请求。
   • 提供远程调用服务支持。

数据库系统

数据库模块负责管理仿真过程中的数据，主要功能包括：

1. 数据存储
   • 将电路配置、参数及结果持久化到 SQLite 数据库。
   • 支持事务处理确保数据一致性。
2. 数据查询
   • 提供灵活的查询条件组合。
   • 支持复杂的数据关联分析。
   • 优化常用查询路径性能。
3. 数据处理
   • 执行必要的数据转换和计算。
   • 管理数据的有效期和版本控制。
   • 处理历史数据的归档和清理。

使用说明

1. 安装依赖

dub fetch d-mcp-server ngspice

2. 构建项目

dub build --config=server

3. 运行示例

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

4. 访问接口
   • HTTP 接口：http://localhost:8080
   • gRPC 接口：localhost:50051

🤝 贡献指南

欢迎贡献代码和文档！

• 提交 bug 修复。
• 增加新功能。
• 完善测试用例。
• 改进文档说明。

请按照以下步骤进行贡献：

1. Fork 项目仓库。
2. 创建新的功能分支。
3. 提交代码更改。
4. 提交 Pull Request。

📄 许可证

本项目遵循 MIT License。

📞 联系方式

有问题或建议请联系：

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

感谢使用 ngspice-mcp 服务器！