mcu-debug-mcp

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Embedded debug MCP: serial, flash verify, fault decode, 45-pattern log analyzer, driver library

التثبيت

أضف هذا إلى إعدادات MCP في عميلك (Claude Desktop: claude_desktop_config.json، وCursor: ‏.cursor/mcp.json، ويستخدم VS Code وغيره الصيغة نفسها «mcpServers»).

PYPI package mcu-debug-mcp
Claude Code
claude mcp add mcu-debug-mcp -e 'MCU_DEBUG_MCP_MODE=<MCU_DEBUG_MCP_MODE>' -e 'MCU_DEBUG_MCP_PORT_DENY=<MCU_DEBUG_MCP_PORT_DENY>' -- uvx mcu-debug-mcp==0.1.1
إعداد JSON (Claude Desktop وCursor وVS Code)
{
    "mcpServers": {
        "mcu-debug-mcp": {
            "command": "uvx",
            "args": [
                "mcu-debug-mcp==0.1.1"
            ],
            "env": {
                "MCU_DEBUG_MCP_MODE": "<MCU_DEBUG_MCP_MODE>",
                "MCU_DEBUG_MCP_PORT_DENY": "<MCU_DEBUG_MCP_PORT_DENY>"
            }
        }
    }
}

متغيرات البيئة

  • MCU_DEBUG_MCP_MODE Isolation mode: readonly (default) or write. Controls whether serial write/flash operations are allowed
  • MCU_DEBUG_MCP_PORT_DENY Comma-separated port denylist (e.g. COM6,COM28); supports * wildcard; DENY overrides ALLOW

التوثيق

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المحتويات
  1. mcu-debug-mcp · 嵌入式调试 MCP(领域级)
  2. 安全与隔离:默认不碰硬件
  3. 与同类工具的差异(2026-09 竞品调研结论)
  4. 工具清单(59 个)
  5. MCP resources(16 个:8 静态 + 8 模板)
  6. pin_check 三引擎
  7. analyze_log 覆盖的模式(45 条)
  8. 预验证驱动库(9 款)
  9. 会话持久化("记得住")
  10. 安装
  11. 客户端配置
  12. 验证状态(2026-10-13 复验,v4.5.5)
  13. 真机验证清单(拿到有硬件的环境后)
  14. 目录结构
  15. Windows 上的 gcc 坑(实测记录)
  16. 贡献指南

mcu-debug-mcp · 嵌入式调试 MCP(领域级)

让 AI"看到并看懂"你手上的板子:串口读写 + 故障模式库(45 条规则)+ 烧录失败模式直译 + Modbus 帧解析 + 编译报错解析 + 引脚冲突检测(三引擎)+ 板级知识库 + 波特率自动探测 + AT 序列回归 + 双口对录 + 会话持久化 + RTT 通道 + 烧录桥接 + 寄存器位域解码 + 调试器探测 + 预验证驱动模板库(9 款)+ 器件选型库(按接口/地址/时序要求) + 外设 API 用法层(初始化顺序硬要求) + 错误码统一查询(6 张表·带出处) + 报文解析(自定义二进制帧 / NMEA-GPS) + 工程结构与工具链探测 + 会话日志治理与交付报告。共 59 个工具 + 16 个 MCP resources + 6 个 prompts(8 静态 resources + 8 模板 resources)。

和"直接问 AI"的本质区别:AI 不再听你转述"传感器好像不太对",而是亲自读到串口里的真实字节——AT 指令返回了什么、数据是全 0 还是乱码、程序是不是在反复重启、Keil 为什么烧不进去——然后按出厂预置的故障模式库给出诊断和排查步骤。引脚分配前用数据手册级映射表核对(能抓 AI 幻觉接线)。驱动代码来自验证过的模板库(纯函数 PC 可测 + Python 交叉验证),不是 AI 现编的。

安全与隔离:默认不碰硬件

这个 MCP 的工具会真的打开串口、写字节、烧 flash。开发机上常年挂着正在使用的设备 (UART 桥、调试器 CDC 口、正在跑的调试会话),一次误调用就能打断它们。所以默认档位是只读:

项默认说明
隔离档位readonly读/枚举允许;写串口、AT、波特率扫描、双口对录、烧录一律拒绝,并在拒绝信息里写清「为什么拒 + 什么风险 + 怎么放开」
端口名单未设置MCU_DEBUG_MCP_PORT_DENY=COM6,COM28 把你在用的口锁死(支持 * 通配,DENY 优先于 ALLOW)
不可逆操作双闸门烧录要 dry_run=False 且 confirm=True 才会写 flash;只给预览
测试隔离强制测试进程锁 readonly + 端口全禁 + 真实串口构造被替换;跑测试不会碰你的设备
MCU_DEBUG_MCP_MODE=write              # 放开写权限(做真机操作时)
MCU_DEBUG_MCP_PORT_DENY=COM6,COM28    # 把在用的口锁死(即使放开了写权限也打不开)
MCU_DEBUG_MCP_NO_TOUCH_DTR=1          # 打开端口时不翻转 DTR/RTS,尽量不触发开发板自动复位

完整的风险矩阵(每个操作会做什么、需要什么才能执行、哪些操作没纳入闸门及原因)见 SECURITY.md。随时可用 env_status 查当前档位、名单与「因此被禁用了哪些操作」。

与同类工具的差异(2026-09 竞品调研结论)

同类串口 MCP(qarnet/serial-mcp、mcp-serial、uart-mcp 等)只做「串口通道」;本项目的差异化在知识层:

能力串口通道类 MCP本项目
串口读写✅(普遍更全)✅ expect 模式等待响应
日志分析❌ 把原始日志丢给 LLM 现看✅ 45 条模式库(30 内置 + 15 外置),规则出厂预置+带排查步骤
烧录失败诊断❌✅ ST-Link 连接失败/Keil 找不到算法/esptool 进不了下载模式/RDP 读保护…8 条规则族
错误码查询❌✅ error_code_lookup:ESP-IDF esp_err_t / ESP-AT 通用响应 / CWJAP / CME / PubSubClient rc / Modbus 异常码,共 6 张表 51 条,每条带出处;未收录明说查不到
编译/链接报错解析❌✅ gcc / Keil / armcc / MSVC 四种风格
引脚冲突检测❌✅ pin_check 三引擎:F1 固定复用 / F4 AF 表 / ESP32 io_mux 硬约束,可交叉板载外设
板级知识库❌✅ board_get:板载外设占用+坑清单按翻车率排序+供电说明(蓝药丸/黑药丸已收录)
会话持久化❌✅ 串口会话自动落盘 logs/,隔多少轮对话都能 sessions_list + sessions_get 回看现场
波特率自动探测❌✅ baudrate_autodetect 逐档评分排序(支持离线日志样本评分)
AT 批量回归❌✅ at_sequence 逐条断言 PASS/FAIL + serial_pair_record 双口对录时间线
预验证驱动库❌✅ 9 款,纯函数分离+交叉验证+坑清单+答辩加分点
寄存器位域解码embedded-mcp 有✅ 支持手工 fields + CMSIS-SVD 文件
RTT 通道❌✅ rtt_read(pyocd 桥接,实验性)
知识库质量保障❌✅ validate_knowledge.py 机械核验(引脚数/唯一性/复用唯一/正则可编译),CI 可挂
知识库可扩展❌✅ 故障模式/错误码表/引脚映射/板级知识全部 JSON 外置,社区可贡献(逐条标 source)

工具清单(59 个)

工具功能依赖
serial_list枚举串口,识别 CH340/CP2102/FT232 并给驱动建议pyserial
serial_open / serial_close打开/关闭串口(返回句柄;会话日志自动落盘,落点见 env_status)pyserial
serial_read读数据(expect 正则命中即返回 + idle_ms 静默超时 + 总超时),文本+HEX 双视图pyserial
serial_send发指令(AT 自动加 \r\n;支持 HEX;expect 等响应),自动读回pyserial
serial_session_log取全量会话日志pyserial
sessions_list列出已落盘会话日志(新→旧),隔轮次可回看无
sessions_get回看指定会话日志内容(默认尾部 200 行),可喂 analyze_log无
logs_prune会话日志保留策略与清理入口(默认 dry-run 只列不删;真删需 write 档 + confirm=True)无
baudrate_autodetect波特率自动探测:逐档采样评分排序给推荐(log_text 可离线评分)pyserial
at_sequenceAT 指令序列批量回归:逐条正则断言 PASS/FAIL/TIMEOUT + 回显尾pyserial
serial_pair_record双口对录:两串口时间线交错录制(RS485 主从/双机对话),文本+HEXpyserial
analyze_log45 条故障模式分析(见下),每条给人话诊断+排查步骤无
modbus_crcModbus RTU CRC16 计算/校验(RS485 毕设)无
modbus_parseModbus RTU 帧解析:拆寄存器值/线圈,异常响应直译异常码 01-06无
error_code_lookup错误码统一查询(esp_idf / at_common / cwjap / cme / modbus_exception / mqtt_rc):释义+排查方向+出处;未收录明说查不到、不猜无
pin_check引脚冲突检测(三引擎):幻觉接线/同功能双占/SWD 挪用/remap 档/ESP32 硬约束/板载外设交叉无
pinmap_list / pinmap_get引脚知识库浏览(列表 / JSON 原文)无
board_list / board_get板级知识库:板载外设+坑清单+供电说明(bluepill / blackpill_f411 / esp32_devkitc32)无
probe_list探测调试器与目标芯片pyocd(可选)
rtt_readRTT 通道读日志(⚠ 实验性,固件需含 SEGGER RTT 控制块)pyocd(可选)
flash_tool_detect检测本机烧录工具无
flash_firmware烧录固件,桥接 STM32_Programmer_CLI/esptool/st-flash/pyocd,默认 dry-run;烧完自动复位各工具(可选)
driver_list / driver_get预验证驱动模板库(9 款,含接线表+验证记录)无
driver_wiring驱动接线知识库:接线表+头号坑+日志解读+答辩加分点无
component_list / component_get器件选型库:按接口(i2c / uart / timer_pwm / gpio_timing)列器件,带 7 位地址、微秒时序要求、头号坑、出厂验证记录;数据全部派生自预验证驱动库的 meta.json 与 *_port.h,零凭记忆条目无
peripheral_api_list / peripheral_api_get外设 API 用法层:每个驱动要占哪些外设(I2C1 / TIM1 / UART2…)+ 初始化顺序硬要求(取自适配层注释原句,如「工程里先完成 HAL_I2C_MspInit 与 hi2c1 初始化」)无
decode_register寄存器值按位域拆解无
decode_register_svd按 CMSIS-SVD 文件解码位域(含枚举提示)无
decode_faultCortex-M 故障寄存器解码(CFSR/HFSR/BFAR/MMFAR):20 位逐条给人话成因+排查;三类陷阱在输出里强制拦截(见下)无
parse_map.map 解析(GNU ld / Keil / IAR):段占用 + 最大符号 + 栈深线索;认不出格式就说认不出,不猜;主机 map 会报警无
symbol_lookup地址→符号反查:给出函数名+偏移;越界/落在空隙/野指针拒绝硬套函数名无
stack_unwind栈回溯:硬件 8 字栈帧还原调用链 + EXC_RETURN 判栈类型(MSP/PSP、标准/扩展帧)+ 跑飞识别无
env_status环境自检:依赖 / 串口(含 VID:PID 识别与 Unix 权限)/ 烧录器 / 知识库根与条目数 / 版本,一次问清;探不到的会明说为什么探不到无
ecosystem_list / ecosystem_get生态/框架识别知识库(Zephyr / RT-Thread / PlatformIO / Keil / IAR / Rust defmt):识别特征 + 构建产物 + 日志签名 + 各自的坑,条目级带出处无
project_detect工程结构识别:按标志文件/后缀认生态(platformio.ini / *.uvprojx / prj.conf / Cargo.toml…),只探一层(避免 vendor/ 误判);认不出明说该看什么无
toolchain_status工具链探测:编译器 / GDB / SDK 逐个探版本;「未发现」不等于环境坏了——会说明 IDE 自带工具不一定暴露到命令行无
report_session交付物生成:会话日志 → Markdown 报告(故障分析 + 原始日志附后);目标已存在不默认覆盖无
nmea_parseNMEA 0183 解析(GPS/北斗):GGA/RMC/GSA/GSV/VTG/GLL 逐句给人话(经纬度度分+十进制/定位质量/星数/HDOP/速度);每句验 XOR,不过的明说不可信;非 NMEA 行单独点名跳过无
frame_parse通用二进制帧解析:帧头 + 长度字段切帧,支持 sum8 / CRC16-Modbus;校验字节不计入长度字段(Modbus 就靠这条);切不动/截断/垃圾字节逐条报出,绝不静默丢无
chip_info芯片身份与存储信息:型号 / Device ID / 修订 / 内核类型 / Flash 容量 / 96 位 UID / 选项字节(读保护、TZEN、写保护组);默认 hotplug 档不复位不停内核,要 UID 得显式 mode="full"(会复位目标,受隔离层管辖)STM32_Programmer_CLI
reset_reason复位原因 + 内核运行状态:RCC_RSR 逐位直译(引脚/欠压/软件/看门狗/低功耗)并给可执行建议;讲清标志是「累积」的——多个位同时为 1 ≠ 一次同时发生;clear_flags+confirm 支持「清 → 复现 → 再读」定位这一次STM32_Programmer_CLI
flash_verify烧录后逐字节校验:把文件与芯片上实际内容比对,报出首个不一致的偏移 + 绝对地址 + 前后 8 字节上下文;支持 .bin / .hex / .elf(ELF 按段表偏移取值);只读走 hotplugSTM32_Programmer_CLI
timing_analysis时序/数据率分析:丢帧(序号跳号)、卡顿(间隔离群)、节拍漂移(累计变化量 vs 实际离散度);窗口不足一个时间戳刻度时明说不给指标,不编数据率无
stream_capture长时录测:串口持续采集,按到达时刻逐行打时间戳落盘(无时间戳 = 时序信息永久丢失);产物可直接喂 timing_analysis(path=...);重名不覆盖旧现场pyserial
bridge_probe桥自检:确认那块跑桥固件的 MCU 活着、认 MCUDBG/1 协议、支持哪些总线——纯握手不碰总线;绝不自动扫口找桥(实测过往别人正在跑的固件里灌探测字节的后果)pyserial
i2c_scanI2C 总线扫描:逐地址 ACK 探测,给出 7 位地址 + 读/写地址 + 可能的器件提示(最小表,逐条来自器件数据手册,只提示不判定);扫不到时给 5 步排查清单(上电/接反/上拉/复用器/共地)桥固件 + pyserial
i2c_read_regI2C 读寄存器("这颗 IMU 活着吗"第一动作);读回全 0 / 全 0xFF 分别给不同的成因清单,不代用户判"器件坏了"桥固件 + pyserial
i2c_write_regI2C 写寄存器,可选 verify=True 回读比对(默认关:只写寄存器回读必然不一致,默认开会造成假 FAIL);7 位地址校验拦下 8 位写地址桥固件 + pyserial
spi_scanSPI 扫描:逐 CS 读 JEDEC ID(0x9F),解厂商/容量;明说 SPI 没有地址概念,扫不到传感器/ADC 属正常;空槽(全 0/全 1)如实区分"读回全 0"和"MISO 悬空"桥固件 + pyserial
spi_read_regSPI 按命令字读 N 字节(0x9F 读 JEDEC / 传感器 WHO_AM_I 都通用)桥固件 + pyserial
onewire_scan1-Wire 搜索 ROM(AN187 算法 + CRC8 校验):列出 ROM 码并解家族码(DS18B20 等);搜不到先怀疑数据线缺 4.7k 上拉桥固件 + pyserial
rs485_sendRS485 发送(桥负责 DE 时序);输出里强制写明"只证明发得出去,不证明对端收到"——不当成链路已通的证据桥固件 + pyserial

总线工具需要一块跑 MCUDBG/1 桥固件的 MCU 当执行端:固件源码在 tools/bridge_fw/ (NUCLEO-H563ZI 现成,附"编译 → 烧录 → 真机验证 → 自动恢复原固件"一条龙脚本)。 为什么不自动扫串口找桥、为什么 SP-Link bridge 和 FT2232H 走不通,见 core.py 总线工具区块头注释。 |

MCP resources(16 个:8 静态 + 8 模板)

知识库只读浏览,AI 可主动引用——每类知识都是「清单 + 明细」两段:清单看有哪些,明细读原文(条目级 source 出处一并可见)。

知识库清单明细
预验证驱动mcu://driversmcu://driver/{name} · mcu://wiring/{name}(接线)
器件选型库mcu://componentsmcu://component/{name}(选型详情+接线坑)
外设 API 用法mcu://peripheralapis(取自各驱动 *_port.h,随驱动走,无独立明细资源)
引脚复用映射mcu://pinmapsmcu://pinmap/{mcu}(pinmap JSON 原文)
板级知识mcu://boardsmcu://board/{name}
错误码直译表mcu://errcodesmcu://errcode/{table}(整表 JSON 原文)
故障位域表mcu://faultbitsmcu://faultbits/{arch}(如 cortex_m,两种写法都认)
生态/框架识别mcu://ecosystemsmcu://ecosystem/{name}(如 keil、rtthread,显示名模糊匹配)

pin_check 三引擎

engine适用检查逻辑
fixed_muxF1 系列(stm32f103c8t6)固定复用表:功能默认档全局唯一,remap 档提示,SWD 挪用警告
af_tableF4 系列(stm32f411ceu6)AF 复用表:一功能可映射多脚,按表核对
io_muxESP32 系列(esp32dev)GPIO Matrix 任意路由,查硬约束:flash 保留脚(GPIO6-11,必砖级)/ 仅输入脚(GPIO34-39)/ strapping 脚(0/2/5/12/15)

可带 board 参数交叉检查板载外设占用(如 pin_check("stm32f103c8t6", {...}, board="bluepill")——PC13 被板载 LED 占用会警告)。

analyze_log 覆盖的模式(45 条)

内置 30 条:

总线/传感器层(13):MOJIBAKE 乱码→波特率 · AT_ERROR · AT_NO_RESP · BOOT_LOOP · HARDFAULT+CFSR 位级解读 · SENSOR_ZERO 全 0 · SENSOR_FF 全 FF · DS18B20_85 恒 85°C · DHT_TIMEOUT · NEG_INVALID 错误码负值 · I2C_NACK · I2C_SCAN_EMPTY 扫描零设备 · ADC_SATURATED 恒满量程

ESP 生态(5):ESP_PANIC Guru Meditation · ESP_BROWNOUT 掉电 · ESP_WDT 看门狗 · ESP_FLASH_CORRUPT 镜像损坏 · CWJAP_ERR 连 WiFi 错误码 1-4

AT/网络协议(4):AT_CME_ERROR(3GPP 码表)· NET_LINK WiFi 断链 · MQTT_FAIL(PubSubClient rc 码表)· HTTP_ERR 4xx/5xx/curl

RTOS/系统层(4):RTOS_ASSERT 断言 · RTOS_STACK_OVF 栈溢出 · HAL_ASSERT STM32 HAL 参数断言 · UART_FRAMING 帧错误/溢出

开发期报错(3):COMPILE_UNDEF 链接未定义符号 · COMPILE_SYNTAX 编译错误(gcc/Keil/armcc/MSVC)· SD_INIT_FAIL

外置 15 条(knowledge/fault_patterns.json,社区可贡献):

  • 烧录失败族(8):STLINK_CONNECT_FAIL · KEIL_NO_ALGO 找不到 Flash 算法 · KEIL_FLASH_DL_FAIL 下载失败 · OPENOCD_TARGET_FAIL · ESPTOOL_FAIL 进不了下载模式 · PYOCD_PROBE_FAIL · FLASH_READOUT_PROTECT 读保护激活 · SWD_COMM_FAIL 调试中失联
  • 总线/网络族(6,v4 新增):CAN_BUS_OFF(bus-off/error passive,终端电阻 60Ω/ACK 原理)· WIFI_RECONNECT_STORM(断连 ≥3 次计数门槛,供电头号原因)· BLE_CONN_LOST(连接参数/MTU/断开原因码 0x08/0x13)· JLINK_FAIL(克隆许可/DLL 冲突)· DNS_FAIL(DNS 配置/内网域名)· USB_ENUM_FAIL(DP 1.5kΩ 上拉/48MHz 晶振/R10)

串口报错贴进 analyze_log 一样能分析——编译报错、烧录失败日志直接粘进来就行。

预验证驱动库(9 款)

dht11(温湿度)· hcsr04(超声波)· ds18b20(单总线温度,CRC8+补码换算)· mpu6050(六轴,量程换算+静止自检)· esp8266at(AT 响应解析库,IPD 帧+错误码)· ssd1306(OLED,帧缓冲+页寻址)· servo_sg90(舵机,角度→脉宽→定时器 CCR)· stepper_28byj48(步进电机,精确减速比 63.684:1)· hc05(蓝牙 AT 助手,响应分类+命令生成)

每个驱动:纯函数与总线时序分离(PC 可测)· wiring.md(接线表+头号坑清单按翻车率排序+答辩加分点)· meta.json 如实标注验证状态。

会话持久化("记得住")

serial_open 自动在 logs/ 落盘会话日志(端口/波特率/时间戳元信息 + 全部收发内容),读写时实时追加。调试被中断、换会话、隔几天之后:sessions_list 列出历史会话 → sessions_get 回看现场 → 整段喂 analyze_log。只读文件系统下静默降级,不影响主流程。

安装

# 方式一:PyPI / pip(发布形态,src 正规包——不污染 site-packages 顶层)
pip install mcu-debug-mcp          # 核心(MCP 框架)
pip install "mcu-debug-mcp[all]"   # + pyserial(串口)+ pyocd(调试器/RTT)

# 方式二:从源码目录安装
pip install .[all]

# 方式三:开发模式(改代码即时生效;测试/审计直接从 src/ 导入)
pip install -e .[all]

# 装完后用 console script 起服务(等价于 python -m mcu_debug_mcp.server)
mcu-debug-mcp

客户端配置

一键安装(Claude Code / Claude Desktop / Cursor)
# Claude Code
pip install "mcu-debug-mcp[all]"
claude mcp add mcu-debug-mcp -- python -m mcu_debug_mcp.server

Claude Desktop(claude_desktop_config.json)/ Cursor(mcp.json):

{
  "mcpServers": {
    "mcu-debug-mcp": {
      "command": "python",
      "args": ["-m", "mcu_debug_mcp.server"],
      "env": { "MCU_DEBUG_MCP_MODE": "readonly" }
    }
  }
}

默认 readonly 档:读/枚举可用,写串口、烧录等硬件操作被拒并说明如何放开。 调试需要真机写入时再加 "MCU_DEBUG_MCP_MODE": "write" + MCU_DEBUG_MCP_PORT_DENY 锁住在用的口(见上文安全表)。

WorkBuddy(三步上手)

第 1 步:装包(本机需有 Python 3.10+;没有就让 WorkBuddy 代装,见下方提示词)

pip install "mcu-debug-mcp[all]"

第 2 步:配连接器(连接器 → 自定义连接器 → 配置 MCP → 粘贴 → 保存):

{
  "mcpServers": {
    "mcu-debug-mcp": {
      "command": "python",
      "args": ["-m", "mcu_debug_mcp.server"]
    }
  }
}

若 python 不在 PATH,把 command 换成 python.exe 全路径; 或改用 console script:"command": "mcu-debug-mcp.exe" 的全路径 (pip --user 安装在 %APPDATA%\Python\Python312\Scripts\,全局安装在 Python 目录的 Scripts\)。

第 3 步:Trust 信任(连接器列表点「信任」启用)→ 新开任务说"列出 mcu-debug-mcp 下的所有工具"验证。

让 WorkBuddy 代装(复制这段发给 WorkBuddy 即可)
帮我安装 mcu-debug-mcp:执行 pip install "mcu-debug-mcp[all]",
装好后把 {"mcpServers": {"mcu-debug-mcp": {"command": "python",
"args": ["-m", "mcu_debug_mcp.server"]}}} 写入 MCP 配置并告诉我如何 Trust 启用。
其他客户端

Claude Desktop / Cursor / Windsurf 同格式(python -m mcu_debug_mcp.server)。 Cline 安装参考本 README(llms-install 兼容)。

验证状态(2026-10-13 复验,v4.5.5)

模块验证方式状态
analyzer 异常模式库(30 内置 + 15 外置)tests/test_analyzer.py:99 项断言(正例命中+计数门槛+不误报+永不抛异常)✅ 本机实测通过
驱动纯函数算法(9 款驱动全量)tests/test_driver_logic_py.py:49 项断言(与 C 实现同源对拍)✅ 本机实测通过
9 款 C 驱动编译 + 逻辑测试tests/run_c_tests.py(gcc 16.2.0 mingw64):107 checks, 0 failed,9 款全部 -Wall -Wextra 零警告✅ 本机实测通过
串口读写 + expect/idle_ms(loop:// 回环)tests/test_serial_tools.py TestSerialLoop:全过 0 skip(Python 3.12 + pyserial 3.5)✅ 本机实测通过
modbus/pin_check 三引擎/boards/sessions/RTT 降级tests/test_serial_tools.py✅ 本机实测通过
知识库数据核验tests/validate_knowledge.py(引脚数/唯一性/fixed_mux 功能全局唯一/SWD 一致性/onboard pin 字段/正则可编译/条目级 source 强制)✅ 0 错误(曾抓出 3 处 F103 录入错误)
知识库条目级溯源15 个知识文件 250 条数据全部带条目级 source;校验器强制(注入缺 source 必报错),并有测试保证注入后文件逐字复原(防止测试改写手写排版)✅ 本机实测通过
server.py MCP 注册层(59 工具 + 16 resources + 6 prompts)真 MCP 客户端 stdio 握手实测:list_tools()=59 · 静态 resources=8 · 模板 resources=8✅ 本机实测通过
MCP 协议层 + 资源层真机16 个资源全部 read_resource 可读(8 个模板资源 driver/wiring/component/pinmap/board/ecosystem/errcode/faultbits 逐项实测,9 款驱动逐个读);查不存在的名字一律友好拒绝并列出可选项、不抛异常;tests/test_mcp_resources.py 17 条把资源清单精确锁死✅ 本机实测通过
符号反查 / 栈回溯(真工具链夹具)tests/test_symbol_lookup.py 用仓库自带的 bridge_fw/main.c + linker.ld 现场编译真 Cortex-M33 ELF(复用 build.py 的工具链探测,不另写一套),与 arm-none-eabi-readelf 真值交叉核对:符号数/地址/大小逐一吻合;工具链缺失时整组 skip(CI 不红)✅ 本机实测通过
离线全量(Python 全套 944 项)python -m pytest tests -q:942 passed, 2 skipped(两个 skip 都需显式授权:真机 USB CDC 用例,以及「该口不是 USB CDC」的对照用例;tests/test_symbol_lookup.py 里另有 25 条在无 ARM 工具链时整组 skip,本机装了 arm-none-eabi-gcc 全部实跑;收集总数由 tests/audit_capability.py 的 pytest_collected 探针机器锁定,手改数字会被审计抓出)✅ 本机实测通过
隔离与安全(37 条)tests/test_isolation.py:档位/名单/不可逆确认/虚拟端口豁免/未登记操作 fail-closed,含必须放行的反例(离线打分、dry-run 预览、loop://);另有静态对账与注入法反自证;并列 6 条守着tools/live_acceptance.py夹具自身(无端口拒跑、dry-run 不开口、DENY 不得设 *、收尾不得假 PASS、破坏关必须单独授权)✅ 本机实测通过
排故链四工具(fault/map/符号/栈)tests/test_fault_chain.py:67 项断言,其中 30+ 条是「必须拒绝给结论」的假答案防线;从零删掉 build_tmp 也能自举(setUpModule 现场 gcc 生成夹具)✅ 本机实测通过
真机验收夹具(N-15)tools/live_acceptance.py 在 NUCLEO-H563ZI(STM32H563/Cortex-M33,板载 ST-Link V3EC 虚拟串口 COM21) 上实跑:PASS 16 · FAIL 0 · SKIP 1;可反复跑不打死板子;破坏关单独授权后 3/3 PASS✅ 真机实测通过
真机联调(硬件相关项)见下方清单;已跑:4/6/7/8/10/11 部分 + 13(NUCLEO-H563ZI,一键全链)✅ 部分完成(见清单标注)

MCP 真机实测抓出的四个真问题(已修,均为"看似合理的假通过"类):

  1. baudrate_autodetect 在 USB CDC 口上原理上无意义,必须先识别并短路(2026-09-21 师兄指出 ESP32 用的是 USB CDC)。 USB CDC 走芯片自带 USB 外设(CDC ACM),波特率参数不参与数据路径,各档收到的字节流完全相同 ⟹ 所谓"各档评分"只是同一批字节被反复读。 实测铁证:COM4 上同一波特率(115200)连测 3 轮全 0 字节,而另一次 9600 拿到 88064 字节——同波特率结果从 88KB 到 0,差异只来自设备当时有没有在输出。 ⟹ 该口扫档 = 在测"这次打开时设备有没有在说话",纯随机。原实现给的"9 档同分 0.99"主因也不是采样不足(我上一版归因偏了),而是根本没有波特率差异。 修法:新增 _port_baud_relevance(),按 VID/PID 识别 CDC(303A:1001 Espressif、2E8A:* RP2040 等)与 UART 桥(0403:6010 FT2232H、10C4:EA60 CP210x、1A86:7523 CH340、1366:0105 J-Link 等),CDC 口直接短路并给出「该口不用管波特率 / 读不到别换档 / 真要判必须接独立 UART 桥听 TX 脚」三步指引;serial_open 也附同类提示。显式传 candidates 可强行扫(怀疑枚举成 CDC 实为桥的场合)。同时给 analyze_log 的 MOJIBAKE 诊断加了 USB CDC 例外(原建议「把波特率逐个换」在该口是纯无效动作)。
  2. baudrate_autodetect 在真 UART 上自信地给错档(COM4 实测,判别力门禁的由来):11 个候选里 9 个同分 0.99,工具推荐 460800,真实是 115200;而正确的 115200 反而排最低(0.071)。 根因链:① 打开串口翻转 DTR/RTS ⟹ ESP32 复位 ⟹ 每个档位收到同一段纯 ASCII ROM 启动日志;② if len(buf) > 2048: break 在应用数据到达前退出;③ 同分时稳定排序回退到候选表顺序,而候选表是降序的 ⟹ 永远推荐最高档。 修法:采样上限 2048→8192;新增 _BAUD_MIN_MARGIN = 0.10 判别力门禁——最高分与次高分差距不足门限时,明确输出「★判不出来……别照它改代码」并给手工确认步骤,而不是硬推一个。
  3. at_sequence / serial_read / serial_send 的 expect 是全文子串搜索 ⟹ 假 PASS(COM4 实测):设备跑的是 BQ27421 电量计固件、根本没有 AT 应答,但日志行 I (371) led: init OK R=IO21 G=IO48 B=IO47 里含 "OK" ⟹ 判 [PASS]。 修法:新增 _at_line_match(),默认 整行匹配(行首尾允许空白,re.fullmatch),并回显「命中行: …」便于核对;确需旧行为可在该步骤写 {"loose": true}。修复后同场景返回 [TIMEOUT],而 loose=true 对照组仍 [PASS] —— 两相对照即为铁证。
  4. pin_check 的 io_mux 引擎(ESP32)不校验引脚存在性 ⟹ 拼错引脚名给"通过":{"GPIO999": "GPIO"} 返回「✅ 任意路由(GPIO Matrix)… 结论:全部通过,可以按此接线」。fixed_mux 引擎(STM32)有「该 MCU 没有此引脚」的拦截,两个引擎判定口径不对称,任何手滑拼写(GPI08)或幻觉引脚都会拿到"通过"结论。 修法:io_mux 分支加引脚存在性前置校验,并列出相近的已知引脚,结论改为「必须改」。

同时并存的可用性缺陷(未改代码,需决策)——参数名/参数集与直觉不符: analyze_log(log_text=) 不是 text;modbus_crc(hex_frame=) 不是 data;pin_check(pins=) 不是 assignments;flash_firmware(file_path=) 不是 firmware;at_sequence(steps=) 且步骤内是 cmd 不是 send、timeout_s 不是 wait_s。 另有一处参数集不一致(已修):core.baudrate_autodetect 有 candidates 但 server.py 的 MCP 工具签名未暴露 ⟹ MCP 客户端无法「强行扫」,文档承诺无法兑现。已补上 candidates 参数。 首次调用按直觉猜参数名的失败率极高(本轮实测猜错 7 次全部报 pydantic 校验错)。建议在 README/工具描述里补「易错参数名对照表」,或在 server.py 加别名兼容。

排故链(Cortex-M 故障链)实测抓出的真问题(已修,均为"看似合理的假答案"类,2026-09-22):

这一批全部是靠真实 gcc 生成的两份 .map(主机 x86 + 目标 ARM)跑出来才暴露的,单测的 happy path 一条都测不出:

  1. symbol_lookup 把 0xdeadbeef 反查成 app_state+0xbeadb817 并打勾 ✓。 根因:GNU ld 的 .map 不记符号大小,推断出的 size 对 .bss 段末符号为 0,于是「偏移 < size 才越界」的检查被短路,任何巨大偏移都被判成「在符号内」。 修法:给每个符号算地址上界(有 size 用 size;无 size 用下一符号地址;段尾用段末),地址越出上界就拒绝给函数名,并说明「落在符号表空隙里 = 野指针」。同一份解析逻辑被抽成 _build_bounds,symbol_lookup 与 stack_unwind 共用——避免只修一处、另一处照旧放行(实测中 stack_unwind 起初就复现了同样的假答案)。
  2. _infer_sizes 跨段推断,算出 384MB 的「符号大小」。 .text 段最后一个符号拿 .data 段首地址当「下一个符号」,0x20000000 − 0x0800039c = 402652260 被当成真实大小印进「占用最大的符号」视图。 修法:推断时做跨段保护(两符号必须同段)+ 段大小上限(推断值不能超过所属段)。
  3. 主机程序(x86 mingw PE)的 .map 被当成 MCU 固件照单全收。 输出里混着 __mingw_module_is_dll、.idata/.rsrc/.pdata 等主机特征,用户拿错 map 会得到一堆无关符号还以为是自己的固件。 修法:新增 _map_target_check,命中主机特征(运行时符号 ≥3 条 或 主机专有段 ≥3 个)时明确警告「这不是 MCU 固件的 map」;同时用一份按真实 arm-none-eabi-ld 格式固化的 ARM map 做反向对照,确认正常 MCU map 不误报。
  4. serial_list 对已插着的 FT2232H / J-Link 显示「未收录」。 根因:core._USB_UART_BRIDGE_IDS 认识 0403:6010/1366:0105,但 analyzer.USB_SERIAL_VIDPID 没有这两条——同一 VID:PID 在一处被识别、另一处说不认识。 修法:补齐 analyzer 表(FT2232H/FT232H/CH9102 变体/J-Link CDC/RP2040/ESP32 USB-JTAG 等),并加跨表一致性测试,锁住两张表不再脱节。
  5. decode_fault 把 cortex-m0 报成「没有收录架构」——M0 是已知架构、只是没有 CFSR,这不是"缺个 json"的问题,而是判定路径根本不同(需走压栈帧 PC 反查)。 修法:M0/M0+ 走专门分支,说明为什么用不了并给出替代路径(symbol_lookup + stack_unwind 不受架构限制)。 附带修:BFARVALID=1(位域说"有效")时不再无脑放行——识别哨兵值(0xDEADBEEF、全同字节、0xFFFFFFFF、<0x100)并提示「位域有效 ≠ 值本身合理」;valid=0 且用户没传该地址时,不再断言"读到的值是垃圾值"(根本没读到)。

测试自身抓出的两个静默失效(已修):

  • @unittest.skipUnless(os.path.isfile(MAP)) 装饰器在类定义时求值,而 setUpModule 之后才生成 map ⟹ map 明明刚生成,14 个测试却全被 skip。改为运行时判断函数 _have_demo()。
  • shutil.which("gcc") 成功 ≠ gcc 能跑:msys2 的 gcc 找不到 cc1/as/ld 时会 rc≠0 + 空输出静默失败。改为始终把 msys2 bin 前置进 PATH,并加 _gcc_works() 真跑一次 --version 确认。
  1. ssd1306.h 的 include guard(SSD1306_H)与屏高宏(SSD1306_H = 64)撞名——文件卫士被屏高宏覆盖,任何 #ifdef SSD1306_H 判断恒为真。已把卫士改为 SSD1306_DRIVER_H
  2. mpu6050_read_raw 的 uint8_t b[14] 未初始化,gcc 报 -Wmaybe-uninitialized(桩函数空实现时尤其明显);真机上 I2C 部分读失败会留脏数据。已改 = {0}

串口回环实测抓出的测试代码 bug(已修):TestSerialLoop 从未真正运行过,第一次跑就暴露三处——serial_for_url("loop://") 返回的对象已自动 open(显式 .open() 抛 "Port is already open.")、setUpClass 共享端口被各测试互相 close、_get_session 方法名写错(实为 get_session)。重写为每测试独立端口 + addCleanup。

真机验证清单(拿到有硬件的环境后)

  1. pip install -r requirements.txt → python tests/test_serial_tools.py ✅ 已跑(全套 222 项 OK)
  2. python tests/run_c_tests.py ✅ 已跑(9 款驱动零警告 + 107 checks 全过)
  3. python tests/validate_knowledge.py ✅ 已跑(知识库核验 0 错误)
  4. 插上任意 STM32/ESP 板子 → serial_list 确认识别芯片 ✅ 已跑(COM4=ESP32-S3 303A:1001,板载固件 bno085_imu V2.4.3-20260920_a023)
  5. 故意改错波特率读日志 → baudrate_autodetect 扫档 → 推荐档位与真实波特率一致 ⚠️ 分两种口:① USB CDC 口(ESP32-S3/C3、RP2040 等)——波特率不参与数据路径,工具会识别并短路,拒绝给排序(这是正确行为,不是失败);② 真 UART / 独立桥(FT2232H、CH340、CP210x、J-Link CDC)——波特率真实生效,扫档有意义。 要验证「能推荐对」,需一台非 USB CDC、且以非 115200 输出的设备接在 UART 桥上。本机 COM4 是 CDC 故只验了短路路径;COM7(FT2232H)无设备接入,扫出全 0 分并被正确提示"设备没在说话"。
  6. serial_open + serial_read 读启动日志 → analyze_log 应报 MOJIBAKE ✅ 已跑(COM4 读到 114319 B 真实日志,命中 #EVT type=FAULT fault=0x02000000)
  7. serial_send("AT", expect="OK", wait_s=3) 确认 expect 提前返回;at_sequence 跑一组 AT 用例 ✅ 已跑(并因此抓出假 PASS 缺陷,见上)
  8. 关掉串口 → sessions_list → sessions_get → 能完整回看刚才的现场 ✅ 已跑(自动落盘 20260921_115559_COM4_h1.log 132.8 KB,可回看)
  9. ESP8266 故意输错密码连 WiFi → 日志应命中 CWJAP_ERR(码 2=密码错误)⏳ 无 ESP8266 AT 固件设备
  10. RS485 从站故意回异常帧 → modbus_parse 应直译异常码;serial_pair_record 对录主从对话 ✅ 已跑(modbus_parse 异常码 0x02 正确直译;serial_pair_record 用 FT2232H COM7/COM11 实跑,空数据降级提示正确)
  11. 在蓝药丸上把 PB7 配成 USART1_RX → pin_check 应提示需要 remap;PC13 配 GPIO + board=bluepill 应报板载 LED 占用 ✅ 已跑(知识层三引擎全部正确;并因此抓出 io_mux 不校验引脚存在性的缺陷)
  12. J-Link/DAPLink 连带 RTT 固件的板子 → rtt_read 读日志 ⏳ J-Link 在位(COM6),但本机只有 VS Code ARM 扩展自带的那份 pyocd.exe,当前解释器 import pyocd 失败,所以 rtt_read 还跑不起来。已验的是「模块缺失时如实说明、不崩」的降级路径。pip install pyocd 后可用 NRF52840 板补测(也可直接调那份 exe:pyocd list)。
  13. NUCLEO-H563ZI(STM32H563 / Cortex-M33,板载 ST-Link V3EC 虚拟串口 COM21) → 一键 python tools/live_acceptance.py COM21 --allow-write --elf <fw.elf> --map <fw.map> ✅ 已跑(PASS 16 / FAIL 0 / SKIP 1;并抓出 6 个只靠离线测试抓不到的缺陷,见 CHANGELOG 4.2.0)

硬件盘点(本机实测):COM4=ESP32-S3 原生 USB(303A:1001,跑 BNO085 IMU 固件)|COM6=JLink CDC UART(1366:0105)|COM7/COM11=FT2232H 双通道(0403:6010)|COM8/COM9=蓝牙幻影口。 注意:NRF52840 板只有 SWD + SEGGER RTT,未引出 UART ⟹ 串口类清单项需用上述其他硬件;RTT 类需装 pyocd。

目录结构

mcu-debug-mcp/
├── src/mcu_debug_mcp/  # ★ 正规包(2026-10-13 C 档重构:wheel 不再污染 site-packages 顶层)
│   ├── __init__.py     # 版本单一来源(pyproject dynamic attr 从这读)
│   ├── server.py       # MCP 薄壳(FastMCP 注册 55 工具 + 13 resources + 6 prompts)
│   ├── core.py         # 全部工具实现(零框架依赖,可独立测试)
│   ├── analyzer.py     # 故障模式引擎(30 内置规则 + JSON 外置规则加载 + min_count 计数门槛)
│   ├── guard.py        # 运行时隔离层(默认禁写硬件 + 端口名单 + 不可逆操作二次确认)
│   ├── paths.py        # 数据根定位($HOME env > ~/.mcu-debug-mcp > 包内置;外置层可合并覆盖)
│   ├── knowledge/      # 领域知识库(JSON 外置,社区可贡献;随包分发)
│   │   ├── fault_patterns.json  # 可外置故障模式规则(正则类,逐条标 source,支持 min_count)
│   │   ├── error_codes/         # 错误码直译表(esp_idf/at_common/cwjap/cme/mqtt_rc/modbus_exception)
│   │   ├── pinmap/              # MCU 引脚复用映射(数据手册级,三引擎:f103c8t6/f411ceu6/esp32dev)
│   │   └── boards/              # 板级知识库(bluepill / blackpill_f411)
│   ├── drivers/        # 预验证驱动模板 9 款(LLM 只选型,不现编代码;.h/.c/port/wiring.md/meta.json)
│   └── tools/          # live_acceptance.py 真机验收夹具(默认只读)+ bridge_fw 桥固件
│                        # + verify_stdio.py 端到端 + mutation_check.py 变异验证
├── setup.py            # 仅保留构建临时目录重定向(打包声明全在 pyproject.toml)
├── coverage.json       # 能力面清单(26 缺口 + 27 能力轴,审计脚本据此对账)
├── SECURITY.md         # 安全与隔离模型 + 破坏性操作矩阵 + 漏洞报告通道
├── pyproject.toml      # src 布局 + include-package-data + console script(v4.5.5)
├── MANIFEST.in         # sdist 收录清单(漏一行就复发「装出来是空壳」)
├── requirements.txt
├── examples/           # offline_demo.py:离线可跑的示例
├── docs/               # AUDIT-2026-10-13.md 审查报告(含修复记录)等
└── tests/
    ├── test_analyzer.py        # 101 项,✅ 已验证
    ├── test_driver_logic_py.py # 49 项,✅ 已验证(C 算法对拍)
    ├── test_driver_logic.c     # C 版同源测试,✅ 107 checks 0 failed(9 款驱动全量)
    ├── run_c_tests.py          # C 测试运行器(无需 make,自动处理 msys2 的 cc1 PATH 坑)
    ├── Makefile.logic          # C 测试 makefile(等价路径)
    ├── validate_knowledge.py   # 知识库核验脚本(CI 可挂),✅ 0 错误
    ├── audit_capability.py     # 能力面审计:广度/深度阶梯/缺口/文档对账/**隔离与安全**
    ├── audit_constants.py      # 常量一致性审计(含版本单一来源 ↔ README)
    ├── conftest.py             # 测试期强制硬件隔离(锁档位 + 禁端口 + 替换串口构造)
    ├── isolation.py            # 临时解除隔离的唯一入口(给「测笼子内部逻辑」的测试用)
    ├── test_isolation.py       # 隔离层专项
    ├── test_package_smoke.py   # 打包冒烟(真构建 sdist+wheel 双安装 + 子进程 + 剔除源码树)
    ├── stub/                   # C 测试桩(port_all.h + 各驱动桩头文件)
    └── test_serial_tools.py    # ✅ 全过(含 loop:// 回环端到端)

Windows 上的 gcc 坑(实测记录)

如果你在 Windows + msys2 下跑 C 测试遇到「gcc 明明在,但编译 rc=1 且没有任何输出」,不是沙箱也不是权限问题:

msys2 的 gcc.exe 单独执行正常(--version 有输出),但真正编译时它要 fork cc1.exe,而 cc1.exe 依赖同目录的运行时 DLL(libgmp-10.dll/libmpfr-6.dll/libisl-*.dll/libmpc-3.dll)。Windows 的 DLL 搜索路径不含 exe 所在目录(除非该目录在 PATH 里),于是 cc1.exe 崩在 STATUS_DLL_NOT_FOUND (0xC0000135)——由于崩溃发生在子进程,父进程拿不到任何 stderr,表现为「静默失败」。

验证方法:gcc -dumpmachine 能输出(驱动本身不 fork cc1),gcc -E foo.c 无输出失败(要 fork cc1)。

修法:把 gcc 的 bin 目录加进 PATH。tests/run_c_tests.py 与 Makefile.logic 都已自动处理,直接用它们即可。

贡献指南

知识库贡献(最高价值,无需写代码)
  • 新增故障模式(正则类):knowledge/fault_patterns.json 加条目(id/patterns/diagnosis/next_steps/source;需要计数门槛的加 min_count,如 WiFi 断连 ≥3 次才算风暴),无需改代码,重启生效
  • 新增错误码表:knowledge/error_codes/<表名>.json(entries + source),analyzer 的 _load_code_table 挂载
  • 新增 MCU 引脚库:knowledge/pinmap/<型号>.json,必填 engine 字段(fixed_mux/af_table/io_mux 三选一),来源标数据手册;不确定的字段留空并在 caveats 说明,不要编
  • 新增开发板:knowledge/boards/<板名>.json(onboard 每项必填 pins 列表或 pin 单值 + note;board_issues 按翻车率排序)
  • 改完必跑核验:python tests/validate_knowledge.py——它抓得出引脚数录错、功能名录错、同功能双占、正则写坏、外设条目缺引脚字段(已实测抓出 3 处 F103 数据错误)
代码贡献
  • 新增驱动:drivers/<name>/ 下放 <name>.h/.c/<name>_port.h/wiring.md/meta.json,meta.json 的 verified 字段必须如实写验证状态——评测员和学生都会实测
  • 新增异常模式(复杂逻辑类):analyzer.py 加规则函数+注册 RULES+_DIAG 配文案,test_analyzer.py 补正例+反例(正例命中 + 正常日志不误报,缺一不可)
  • 新增工具:core.py 实现(零 MCP 依赖)→ server.py 注册(FastMCP 薄壳)→ tests/ 补用例;能离线测的必须离线可测
  • 判断放哪条路:正则能匹配的走 JSON;需要计算(比例/计数/阈值)的写 Python

الأسئلة الشائعة

ما هو mcu-debug-mcp؟

Embedded debug MCP: serial, flash verify, fault decode, 45-pattern log analyzer, driver library

كيف أثبّت mcu-debug-mcp؟

يعمل على جهازك. في Claude Code: claude mcp add mcu-debug-mcp -e 'MCU_DEBUG_MCP_MODE=<MCU_DEBUG_MCP_MODE>' -e 'MCU_DEBUG_MCP_PORT_DENY=<MCU_DEBUG_MCP_PORT_DENY>' -- uvx mcu-debug-mcp==0.1.1. وفي العملاء الآخرين، الصق إعداد JSON من هذه الصفحة في إعدادات MCP الخاصة بهم.

هل يحتاج mcu-debug-mcp إلى مفتاح API؟

لا يذكر إدراجه في السجل أي مفتاح أو سر إلزامي. قد تتطلب بعض الميزات حسابًا لدى الخدمة التي يتصل بها.

هل mcu-debug-mcp مفتوح المصدر؟

نعم. شيفرته متاحة على GitHub بترخيص MIT.

من يصون mcu-debug-mcp؟

ينشره stillsurge. يدرجه AI.tn لكنه لا يصونه ولا يوصي به.

من سجل MCP الرسمي. الإدراج ليس توصية: راجع شيفرة الخادم وصلاحياته قبل منحه الوصول إلى بياناتك.