KiCAD MCP：AI辅助PCB设计

KiCAD MCP 是一种模型上下文协议 (MCP) 实现，它使像 Claude 这样的大型语言模型 (LLM) 能够直接与 KiCAD 交互进行印刷电路板设计。它在 AI 助手和 KiCAD PCB 设计软件之间建立了标准化的通信桥梁，允许通过自然语言控制高级 PCB 设计操作。

🎉 新功能！原理图生成

**我们很高兴地宣布新增原理图生成功能！**现在，除了 PCB 设计之外，KiCAD MCP 还支持 AI 助手：

• 通过自然语言创建和管理 KiCAD 原理图

• 将电阻器、电容器和 IC 等元件添加到原理图

• 用电线连接组件以创建完整的电路

• 以 KiCAD 格式保存和加载原理图文件

• 将原理图导出为 PDF

这一强大的附加功能完善了 PCB 设计工作流程，允许 AI 助手在单一集成环境中帮助进行原理图捕获和 PCB 布局。

项目状态

该项目已完成并可供生产使用：

• 实现了与 KiCAD 9.0 的完全 Python 接口兼容性

• 创建了模块化且可维护的组件架构

• 实施用于电路板操作、元件放置和布线的综合工具

• 从项目创建到组件放置和布线，成功测试了操作

• 创建了一个精简的 MCP 服务器实现，可以可靠地将命令传递给 KiCAD

该服务器与 Cline/Claude 无缝协作，通过自然语言实现 AI 辅助 PCB 设计。

它的作用

KiCAD MCP 通过使 AI 助手能够执行以下操作，从而改变工程师和设计师使用 KiCAD 的方式：

• 通过自然语言请求创建和管理 KiCAD PCB 项目

• 创建包含组件和连接的原理图

• 操控电路板的几何形状、轮廓、层和属性

• 以各种模式（网格、圆形、对齐）放置和组织组件

• 布线、差分对和创建铜箔

• 实施设计规则并执行设计规则检查

• 生成各种格式的导出（Gerber、PDF、SVG、3D 模型）

• 向 AI 助手提供有关电路板的全面背景信息

这使得自然语言驱动的 PCB 设计工作流程成为可能，其中可以用简单的英语请求复杂的操作，同时仍然保持工程师的全面监督和控制。

核心架构

• TypeScript MCP 服务器：实现人因模型上下文协议规范，以便与 Claude 和其他兼容的 AI 助手进行通信

• Python KiCAD 接口：通过 pcbnew Python API 和 kicad-skip 库处理实际的 KiCAD 操作，并具有全面的错误处理功能

• 模块化设计：按领域（项目、原理图、电路板、组件、布线）组织功能，以实现可维护性和可扩展性

系统要求

• KiCAD 9.0 或更高版本（必须完全安装）

• Node.js v18 或更高版本和 npm

• 带有 pip 的Python 3.8 或更高版本（KiCAD 9.0 附带的版本就足够了）

• Cline （VSCode Claude 扩展）或其他与 MCP 兼容的客户端

• Windows 10/11 （当前版本针对 Windows 进行了优化；计划支持 Linux/Mac）

安装

步骤 1：安装 KiCAD 9.0

1. 从KiCAD 官方网站下载 KiCAD 9.0

2. 运行安装程序并选择默认安装选项

3. 确保已安装 Python 模块（包含在默认安装中）

步骤 2：克隆并设置 KiCAD MCP 存储库

步骤3：配置Cline（VSCode Claude扩展）

1. 如果尚未安装 VSCode，请从官方网站安装

2. 从 VSCode 市场安装 Cline 扩展（Claude for VSCode）

3. 编辑 Cline MCP 设置文件：

   • Windows： %USERPROFILE%\AppData\Roaming\Code\User\globalStorage\saoudrizwan.claude-dev\settings\cline_mcp_settings.json

   • macOS： ~/Library/Application Support/Code/User/globalStorage/saoudrizwan.claude-dev/settings/cline_mcp_settings.json

   • Linux： ~/.config/Code/User/globalStorage/saoudrizwan.claude-dev/settings/cline_mcp_settings.json

4. 将此配置添加到文件（根据系统需要更新路径）：

5. 重新启动 VSCode 或重新加载窗口以使更改生效。

步骤 4：验证安装

1. 使用 Cline 扩展打开 VSCode

2. 与 Claude 开始新的对话

3. 要求 Claude 创建一个新的 KiCAD 项目：

   Create a new KiCAD project named 'TestProject' in the 'test' directory.

4. Claude 应该使用 KiCAD MCP 创建项目并报告成功

使用示例

以下是您可以要求 Claude 使用 KiCAD MCP 执行的操作的一些示例：

项目管理

方案设计

电路板设计

元件放置

路由

设计规则和导出

按类别划分的功能

项目管理

• 使用可自定义的设置创建新的 KiCAD 项目

• 从文件路径打开现有的 KiCAD 项目

• 使用可选的新位置保存项目

• 检索项目元数据和属性

方案设计

• 使用可自定义的设置创建新的原理图

• 从符号库中添加组件（电阻器、电容器、IC 等）

• 用电线连接组件以创建电路

• 向原理图添加标签、注释和文档

• 以 KiCAD 格式保存和加载原理图

• 将原理图导出为 PDF 以供记录

电路板设计

• 设置精确的电路板尺寸，支持公制和英制单位

• 添加自定义板轮廓（矩形、圆角矩形、圆形、多边形）

• 创建和管理具有各种配置的电路板层

• 添加安装孔、文本注释和其他电路板功能

• 可视化当前董事会状态

成分

• 将具有指定封装的组件放置在精确的位置

• 以网格或圆形图案创建组件阵列

• 移动、旋转和修改现有组件

• 对齐并均匀分布组件

• 具有可自定义属性的重复组件

• 获取详细的组件属性和列表

路由

• 创建和管理具有特定属性的网络

• 在元件焊盘或任意点之间布线

• 添加过孔，包括盲孔和埋孔

• 为高速信号创建差分对路由

• 生成铜箔（接地层、电源层）

• 使用特定的设计规则定义网络类

设计规则

• 设置间隙、轨道宽度等全局设计规则。

• 为不同的网络类定义特定的规则

• 运行设计规则检查 (DRC) 来验证设计

• 查看和管理 DRC 违规

出口

• 生成用于制造的行业标准 Gerber 文件

• 导出 PCB 的 PDF 文档

• 创建棋盘的 SVG 矢量图形

• 生成 STEP 或 VRML 格式的 3D 模型

• 生成各种格式的物料清单 (BOM)

实现细节

KiCAD MCP 实现采用模块化、可维护的架构：

TypeScript MCP 服务器 (Node.js)

• kicad-server.ts ：实现 MCP 协议的主服务器

• 使用 STDIO 传输与 Cline 进行可靠通信

• 管理 KiCAD 操作的 Python 进程

• 处理命令排队、错误恢复和响应格式化

Python接口

• kicad_interface.py ：主要的 Python 接口：

  • 解析通过 stdin 接收的 JSON 命令

  • 将命令路由到适当的专门处理程序

  • 通过 stdout 返回 JSON 结果

  • 使用详细信息优雅地处理错误

• 模块化指挥结构：

  • commands/project.py ：项目创建、打开、保存

  • commands/schematic.py ：原理图创建和管理

  • commands/component_schematic.py ：原理图组件操作

  • commands/connection_schematic.py ：线路和连接管理

  • commands/library_schematic.py ：符号库集成

  • commands/board/ ：模块化电路板操作功能

    • size.py ：棋盘尺寸操作

    • layers.py ：图层管理

    • outline.py ：板轮廓创建

    • view.py ：可视化功能

  • commands/component.py元件放置和操作

  • commands/routing.py ：跟踪路由和网络管理

  • commands/design_rules.py和规则配置

  • commands/export.py ：以各种格式生成输出

这种架构确保 PCB 设计的每个方面都由专门的模块处理，同时保持干净、一致的接口层。

故障排除

常见问题和解决方案

问题：KiCAD MCP 没有出现在 Claude 的工具中

• 确保更新 Cline MCP 设置后完全重启 VSCode

• 验证配置中的路径是否适合您的系统

• 检查npm run build是否成功完成

问题：启动服务器时出现 Node.js 错误

• 确保您使用的是 Node.js v18 或更高版本

• 尝试再次运行npm install以确保所有依赖项都已正确安装

• 检查控制台输出中的具体错误消息

问题：Python 错误或 KiCAD 命令失败

• 验证 KiCAD 9.0 是否正确安装

• 检查配置中的 PYTHONPATH 是否指向正确的位置

• 尝试直接运行一个简单的 KiCAD Python 脚本，以确保 pcbnew 模块可访问

问题：Claude 无法找到或加载您的 KiCAD 项目

• 引用项目位置时使用绝对路径

• 确保运行 VSCode 的用户具有目录的访问权限

获取帮助

如果您遇到本故障排除部分未涵盖的问题：

1. 检查控制台输出的错误消息

2. 在 GitHub 存储库的“问题”部分中查找类似问题

3. 打开一个新问题，提供有关问题的详细信息

贡献

欢迎为本项目做出贡献！您可以通过以下方式提供帮助：

1. 报告错误：打开一个问题，描述出了什么问题以及如何重现它

2. 建议功能：有想法？通过问题分享

3. 提交 PR ：修复了 bug 或添加了新功能？那就提交 PR 吧！

4. 改进文档：帮助澄清或扩展文档

请遵循现有的代码风格并包含新功能的测试。

执照

该项目根据 MIT 许可证获得许可 - 有关详细信息，请参阅 LICENSE 文件。