基于KiCad的大语言模型插件(Agent) - 支持编辑PCB

前言

这一篇文章介绍我们对KiCad AI Assistant插件的增强，这些优化依然是针对Linux平台KiCad 10.0。相对于上一篇文章时的状态，这段时间我添加了PCB元器件相关的工具。

1. 1. 支持搜索、查找系统目录中的元器件。
2. 2. 支持设置原理图符号对应的PCB元器件。
3. 3. 支持从原理图更新PCB文件。
4. 4. 支持放置、移动、旋转PCB元器件。

除了添加PCB元器件相关的工具外，还对已有工具进行了增强。

1. 1. 增强了原理图连线工具。对工具的功能和参数进行了优化调整，原来的连线工具在很多情况下会失败，目前大部分场景能够找到合适的连线路径。
2. 2. 添加了大语言模型上下文空间管理功能。该功能会剔除过时的工具调用结果，节省上下文空间。当上下文超过压缩阈值时MCP会利用LLM来压缩历史聊天，尽量保留用户意图和设计方案。
3. 3. 优化了插件界面显示，合并了对话和工具调用窗口。打开KiCad API的情况下支持通过IPC接口更新PCB编辑器显示。但由于接口的限制，暂时无法更新原理图编辑器显示，需要用户手动刷新。
4. 4. 支持保存、恢复、重置当前会话。
5. 5. 支持保存快照，方便用户回退修改。LLM有时会搞砸原理图连线，乱到需要重新连线。
6. 6. 增加了测试用例，修复代码问题。

新的插件界面如下所示

相关文章：

1. 1. 如何使用LLM直接修改KiCad原理图
2. 2. 基于KiCad的大语言模型插件(Agent)

PCB相关功能介绍

PCB功能设计

KiCad的PCB文件（.kicad_pcb）和原理图文件一样，也是S表达式格式的纯文本文件，可以直接用代码读写。PCB相关功能的实现主要分两个部分。

第一个部分是封装的选型和同步。用户在原理图阶段为每个元件符号指定封装（Footprint属性），指定的封装名来自系统封装库。为了让LLM知道系统里有哪些封装可以用，插件会扫描系统的fp-lib-table，把所有.kicad_mod文件的元数据写入一个SQLite索引库，供LLM搜索查询。封装选好并写入原理图后，再通过KiCad的IPC接口触发"Update PCB from Schematic"操作，把封装同步到PCB文件里。

第二个部分是PCB上的元件摆放。同步完成后，封装坐标、旋转角度等信息都存在.kicad_pcb文件里，插件直接解析这个文件来读取和修改封装位置。修改完成后调用IPC接口通知KiCad重新加载PCB文件，PCB编辑器就会自动刷新显示。

PCB相关工具

插件内嵌的MCP工具添加了下列工具以支持PCB相关的功能。工具列表如下。

工具调用举例

下面用一个实际的例子介绍如何用这个插件来设计PCB。因为KiCad 10.0与中文输入法不太兼容，为了方便我输入的是英文提示词。也可以在文件编辑器中输入中文再粘贴到插件中，我因为懒就直接用了英文。

1. 1. 我用KiCad AI Assistant插件画了一个由USB和电池组成的简单电源电路。
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2. 2. 在KiCad AI Assistant中要求大语言模型帮我们搜索适合的元器件封装。
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3. 3. 大语言模型搜索封装库，选好封装后把封装信息写入原理图。
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4. 4. 待确定完所有元器件后让大语言模型触发基于原理图更新PCB的操作，KiCad会弹出"Update PCB from Schematic"对话框，用户点击确认后封装就出现在PCB上了。
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5. 5. 继续让大语言模型调整PCB元器件的位置，直到所有元器件都摆放到合适的位置。
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目前KiCad AI Assistant还不支持PCB布线功，还需要用户自己布线，不久将会支持布线功能。

总结

本文介绍了最近给KiCad AI Assistant插件新增的PCB相关功能，包括封装库搜索、PCB查询和编辑以及元器件放置等工具。同时也对已有的连线工具和上下文管理做了改进，提升了连线稳定性，还添加了其他易用性相关的优化。目前还有一个小限制：原理图编辑器的界面需要用户手动刷新。

在开发这个插件工具的过程中，我发现做出一个MCP很容易，但做出一个好用的MCP还需要很多的打磨。希望KiCad AI Assistant能对大家有帮助，欢迎大家试用，反馈问题，提交PR。

参考索引

1. 1. kicad-mcp克隆 - https://github.com/paul356/kicad-mcp