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云实验平台 MCP 使用指南

Thinpad 平台提供在线 Vivado、远程实验板和课程助手,可以通过 MCP,让支持该协议的 AI 客户端调用这些功能。

通过 MCP 连接 AI 客户端

MCP 将服务的工具提供给 AI 客户端,配置好后即可使用本地的 AI 客户端对在线 Vivado 进行操作。

Vivado MCP 使用指南

以支持 MCP 的 Codex CLI 为例,在本机终端添加需要的服务:

codex mcp add vivado --url https://ai-coder.thucs.cn/vivado-server/mcp

接下来,需要授权查看和操作在线 Vivado 的权限,使用如下命令启动浏览器授权流程,使用已登陆学校账号的浏览器打开授权页,完成授权。

codex mcp login vivado --scopes vivado:read,vivado:control

对于其他客户端,配置格式可能与 Codex CLI 不同,可以自行寻找其添加远程 MCP 入口,填写同一 URL,完成授权流程。

当完成了 Vivado MCP 的配置后,你的 AI 客户端应该就可以通过 MCP 操作在线 Vivado 了,可以尝试提出一些要求,比如“使用 vivado mcp 列出我的工程”、“在 xxx 工程里运行仿真,等待仿真结束,检查错误和波形产物,告诉我是否通过”等。

课程助手 MCP 使用指南

仍以支持 MCP 的 Codex CLI 为例,在本机终端添加需要的服务并完成授权:

codex mcp add course-assistant --url https://lab.cs.tsinghua.edu.cn/course-kb/mcp
codex mcp login course-assistant --scopes course:ask

课程助手当前提供 ask_course,优先根据课程资料回答问题。当资料不足或明确要求时,也可以搜索并读取公开网页。

ThinPAD 实验平台 MCP 使用指南

仍以支持 MCP 的 Codex CLI 为例,在本机终端添加需要的服务并完成授权:

codex mcp add thinpad --url https://lab.cs.tsinghua.edu.cn/thinpad/mcp
codex mcp login thinpad --scopes thinpad:read,thinpad:control,thinpad:submit

ThinPAD MCP 支持提交评测、上板实验等操作,也就意味着现在你可以让 Codex 来替你上板调试了。

如何“速通”一次实验

警告

实验是本课程必不可少的一部分,自行完成实验有助于同学们理解 CPU 设计,更轻松地应对期末考试。本教程提供的方案仅用于帮助大家更快地解决完成实验过程中遇到的困难和问题,从而高效完成实验。在此提醒各位同学慎重使用 AI 工具,否则后果自负。

下面以实验二:ALU 与寄存器堆实验为例,介绍如何让三个 MCP 服务配合完成一次实验。开始前,请先导入个人实验工程,完成上文三个服务的配置和授权。将提示词中的 <工程名> 替换为自己的在线 Vivado 工程名,并在每个阶段检查 AI 给出的代码和结果。

第一步:读懂实验要求

先让课程助手说明要做什么,再让 Vivado 检查实际使用的工程。

使用 course-assistant MCP 解释实验二的 ALU、寄存器堆、控制逻辑和报告要求。然后使用 Vivado MCP 找到 <工程名>,列出工程文件,读取当前设计顶层、仿真顶层及相关模块,说明哪些部分已经完成、哪些部分需要修改。

第二步:完成实现并运行仿真

根据上一步发现的问题,让 AI 解释设计并修改代码。

在 <工程名> 中,按照实验二文档检查并补全 16 位 ALU、32 个 16 位寄存器组成的寄存器堆、控制状态机和按键检测逻辑,解释模块接口及连接。分别为 ALU 和寄存器堆运行独立仿真,检查 10 种 ALU 运算、寄存器读写与复位,以及 0 号寄存器恒为 0。将设计顶层设置为 lab2_top,仿真顶层设置为 lab2_tb,验证 POKE、1~2 条计算指令和 PEEK 组成的完整流程,并检查一次长按是否只执行一条指令。分别保存 ALU、寄存器堆和完整指令流程的仿真波形。若失败,结合日志和波形定位问题,修复后重测。

请自己检查关键运算、寄存器写入和状态转移的波形,并说明每组输入要验证什么功能。

第三步:生成比特流并提交评测

仿真没问题后,让 AI 生成比特流,并提交至实验平台进行测试,根据测试结果决定下一步动作。

使用 Vivado MCP 对 <工程名> 中通过仿真的设计重新综合、实现并生成比特流,记录本次 .bit 产物路径。正常结束会话并确认工程回存完成。然后将这份比特流交给 ThinPAD MCP,提交实验二自动评测,等待评测结束,保存提交编号、得分和详细结果;若失败,先根据失败信息确定下一步调试内容。

第四步:上板调试

自动评测通过后,仍需按实验报告要求,上板验证指令并保留云平台实验截图;失败时,也可以用这一步检查拨码输入、按键操作与 LED 输出是否符合预期。

根据实验二文档,使用 ThinPAD MCP 申请实验板,烧写刚才生成的比特流并复位。先按指令格式编码一组 POKE、计算指令和 PEEK,列出每条指令的 32 位编码与预期结果,再通过拨码开关逐条输入。执行 PEEK 后读取 LED,与预期值比较。保存指令编码、开关设置、原始 LED 返回和操作回执,最后释放板卡并确认释放成功。

ThinPAD MCP 不支持截图,因此调试完成后,还需要同学们自行操作一遍,保留相关实验截图以完成实验报告。

第五步:完成正式提交和实验报告

上面直接提交 .bit 的流程用于调试和评测。课程实验的最终提交须来自 GitLab CI:将在线 Vivado 中的修改同步到至远程仓库,等待对应提交的 CI 编译成功,再选择该 CI 产物提交实验评测。确认通过后,按作业提交流程将该条 CI 来源的评测标记为最终版本。

报告则按实验二的报告要求完成,通过网络学堂单独提交。

作者:于越洋