关键词

PCB设计KiCAD自动化AI辅助设计电子硬件设计设计工具集成

项目简介

KiCAD MCP（Model Context Protocol）服务器是一个基于MCP协议的应用后端实现，旨在为大型语言模型（LLMs）提供与KiCAD PCB设计软件直接交互的能力。通过将KiCAD的功能封装为标准化的资源、工具和Prompt模板，它允许AI助手通过自然语言控制复杂的PCB设计操作，极大地提高了设计效率。

主要功能点

  • 项目管理: 创建、打开、保存和获取KiCAD项目信息。
  • 电路板设计: 设置板框尺寸、添加板框轮廓（矩形、圆形、多边形等）、添加安装孔、文本标注等。
  • 元件操作: 放置、移动、旋转、删除、编辑、查找元件，获取元件属性和列表，支持元件阵列放置和对齐分布。
  • 布线和覆铜: 添加网络（Net）、布线（单线或差分对）、添加过孔（Via）、创建覆铜区域（Zone）。
  • 设计规则: 设置设计规则（如间距、线宽、过孔尺寸），运行设计规则检查（DRC），获取DRC违规列表。
  • 导出功能: 导出各种格式的文件，包括Gerber文件、PDF、SVG、3D模型（STEP, VRML）、BOM（物料清单）、网表等。
  • 上下文信息: 提供关于当前项目、电路板、元件、布线、设计规则等信息的资源，供LLM读取和理解。
  • 引导式交互: 定义Prompt模板，引导LLM进行元件选型、布局策略、布线策略、设计规则开发、设计优化等任务。

安装步骤

  1. 安装 KiCAD 9.0 或更高版本:

    • 从KiCAD官方网站下载并安装。
    • 确保在安装过程中选中并安装了Python模块（通常是默认选项）。

  2. 安装 Node.js 和 npm:

    • 从Node.js官方网站下载并安装 Node.js v18 或更高版本（npm 会随Node.js一起安装）。

  3. 克隆并设置 KiCAD MCP 仓库:

    • 使用 Git 克隆仓库到本地：'git clone https://github.com/mixelpixx/KiCAD-MCP-Server.git'
    • 进入仓库目录：'cd KiCAD-MCP-Server'
    • 安装Node.js依赖：'npm install'
    • 构建项目：'npm run build'

  4. 配置 MCP 客户端 (例如 Cline):

    • 安装兼容MCP协议的客户端（如 VSCode 扩展 Cline）。
    • 找到客户端的MCP设置文件（Cline的路径示例在README中）。
    • 添加 KiCAD MCP 服务器的配置信息。配置通常包含服务器名称、启动命令和参数、传输协议等。

服务器配置 (MCP客户端配置)

MCP客户端需要配置如何启动和连接 KiCAD MCP 服务器。以下是一个典型的 JSON 配置片段（以 Cline 为例，具体路径需根据您的系统安装位置调整）：

// 示例 MCP 客户端配置 (JSON格式)
{
  "kicad": { // 服务器名称，客户端用于识别
    "autoApprove": [], // 自动批准的工具列表，通常为空或特定工具
    "disabled": false, // 是否启用此服务器
    "timeout": 60, // 请求超时时间 (秒)
    "command": "C:\\Program Files\\nodejs\\node.exe", // 启动服务器的可执行文件路径
    "args": [ // 传递给启动命令的参数
      "C:/path/to/KiCAD-MCP-Server/dist/kicad-server.js" // 服务器主脚本路径 (构建后在 dist 目录)
    ],
    "env": { // 传递给服务器进程的环境变量
      "PYTHONPATH": "C:/Program Files/KiCad/9.0/lib/python3/dist-packages", // KiCAD Python库路径
      "DEBUG": "mcp:*" // 可选的调试输出
    },
    "transportType": "stdio" // 传输协议，此处使用标准输入输出
  }
}

配置完成后，重启您的MCP客户端（如VSCode）。

基本使用方法

通过配置好的MCP客户端与AI助手进行交互。使用自然语言描述您希望在KiCAD中执行的设计操作。AI助手会根据您的指令调用KiCAD MCP服务器提供的工具。

例如，您可以尝试以下指令：

  • 'Create a new KiCAD project named 'MyFirstPCB' in my Documents folder.' (创建一个名为 'MyFirstPCB' 的新项目)
  • 'Set the board size to 50mm x 30mm.' (设置板框大小为 50mm x 30mm)
  • 'Place a component 'LED_0603' at position x=10mm, y=10mm, reference 'D1'.' (放置一个 LED 元件)
  • 'Route a trace from D1 pad 2 to a point at x=40mm, y=20mm on layer B.Cu.' (进行布线)
  • 'Run the Design Rule Check.' (运行DRC)
  • 'Export Gerber files to the './gerber' directory.' (导出Gerber文件)
  • 'Tell me about the current board size and layers.' (获取板框信息，通过读取资源实现)

服务器会执行相应的KiCAD操作，并将结果或错误信息返回给AI助手，助手再以自然语言形式反馈给您。

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桌面与硬件

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