之前在網(wǎng)上看到了感芯科技MC3172MCU，看介紹有硬件64位多線程處理，甚是感興趣，最近有幸收到一塊開(kāi)發(fā)板，所以進(jìn)行部分性能方面的測(cè)試。

MC3172簡(jiǎn)介

感芯科技第一款32 位 RISC 處理器 MC3172 ，業(yè)內(nèi)首個(gè)64線程同步并行運(yùn)行，線程資源可按需配置，

共享代碼段空間與數(shù)據(jù)段空間，硬件級(jí)實(shí)時(shí)響應(yīng)，無(wú)需中斷服務(wù)程序，無(wú)需實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)。

基于RISC-V RV32IMC 指令集，100%單周期指令，最高200MHz主頻，3.37coremark/MHz。

數(shù)據(jù)段與代碼段共享128K字節(jié)SRAM，可按需配置為96K代碼空間加32K數(shù)據(jù)空間，或64K代碼空間加

64K數(shù)據(jù)空間，或32K代碼空間加96K數(shù)據(jù)空間，靈活應(yīng)對(duì)各種應(yīng)用場(chǎng)景。

擁有豐富片內(nèi)外設(shè)：12個(gè)可配置通信接口，可按需配置為UASRT或SPI或USB或CAN總線形式，滿(mǎn)足多通

信端口需求；6個(gè)雙緩沖24位計(jì)數(shù)器，可提供高精度PWM與輸入捕捉；64個(gè)GPIO，可提供豐富的自定義控制

接口。

產(chǎn)品特性

內(nèi)核 Core：

- 基于 RV32IMC 指令集，單周期乘法

- 64路線程同步并行運(yùn)行，無(wú)需線程切換

- 線程資源可按需配置且無(wú)需操作系統(tǒng)

- 3.37coremark/MHz

- 100%單周期指令，時(shí)序確定

- 最高 200MHz 系統(tǒng)主頻

存儲(chǔ)器：

- 128KB SRAM可按需分配為：

96K代碼空間+32K數(shù)據(jù)空間

64K代碼空間+64K數(shù)據(jù)空間

32K代碼空間+96K數(shù)據(jù)空間

電源管理和低功耗：

- 核心供電電壓范圍：1.8V～1.98V，

- GPIO供電電壓：1.8V～3.3V

系統(tǒng)時(shí)鐘、復(fù)位

- 內(nèi)嵌 200MHz RC 振蕩器

- 內(nèi)嵌 8MHz RC 振蕩器

- 外部支持 4MHz～40MHz 高速振蕩器

- 外部支持 最高133MHz 輸入時(shí)鐘

- 上電復(fù)位(POR)

多線程實(shí)時(shí)性測(cè)試

由于這個(gè)芯片其他的測(cè)試?yán)缫_配置、定時(shí)器配置、串口配置等網(wǎng)友已經(jīng)有諸多帖子，所以我只對(duì)目前我感覺(jué)好奇的多線程實(shí)時(shí)性進(jìn)行測(cè)試。

1.多線程配置（使用線程0、1、2、3，分頻?主頻）

這里我們4個(gè)線程組每個(gè)僅使用1個(gè)線程，分頻每個(gè)均為?主頻。線程空間定位2048字節(jié)。

2.測(cè)試思路和主要程序代碼

在僅配置4個(gè)線程的情況下，我們?cè)诓煌木€程中通過(guò)切換GPIO0、1、2的引腳電平來(lái)判斷具體線程的響應(yīng)時(shí)序。具體配置如下：

線程0：用來(lái)初始化GPIOA引腳的0、1、2為輸出引腳。初始化完成后，設(shè)定全局變量u8g_sysInitSuccessFlg為1；

初始化完成后，每等待150個(gè)延時(shí)周期，對(duì)u8g_gpioAllowToggleFlg取反，并反轉(zhuǎn)GPIOA0。

線程1：等待線程0對(duì)GPIO初始化完成后，實(shí)時(shí)檢測(cè)u8g_gpioAllowToggleFlg的狀態(tài)，并對(duì)GPIOA1進(jìn)行翻轉(zhuǎn)。

線程2：等待線程0對(duì)GPIO初始化完成后，實(shí)時(shí)檢測(cè)u8g_gpioAllowToggleFlg的狀態(tài)，并對(duì)GPIOA2進(jìn)行翻轉(zhuǎn)。

通過(guò)對(duì)比上升沿的時(shí)間差，即可知道線程運(yùn)行的時(shí)序差。

volatile u8 u8g_sysInitSuccessFlg=0;
volatile u8 u8g_gpioAllowToggleFlg=0;
void thread0_main(void)
{
    while(1){
        u32 u32gpioToggleDelayCnt;
        INTDEV_SET_CLK_RST(GPIOA_BASE_ADDR,(INTDEV_RUN|INTDEV_IS_GROUP0|INTDEV_CLK_IS_CORECLK_DIV2));
        GPIO_SET_OUTPUT_EN_VALUE(GPIOA_BASE_ADDR,GPIO_PIN0,GPIO_SET_ENABLE);
        GPIO_SET_OUTPUT_EN_VALUE(GPIOA_BASE_ADDR,GPIO_PIN1,GPIO_SET_ENABLE);
        GPIO_SET_OUTPUT_EN_VALUE(GPIOA_BASE_ADDR,GPIO_PIN2,GPIO_SET_ENABLE);
        GPIO_SET_OUTPUT_EN_VALUE(GPIOA_BASE_ADDR,GPIO_PIN3,GPIO_SET_ENABLE);
        u8g_sysInitSuccessFlg = 1;
        while(1){
            u32gpioToggleDelayCnt = 150;
            while(u32gpioToggleDelayCnt--){NOP();}
            u8g_gpioAllowToggleFlg = !u8g_gpioAllowToggleFlg;
            GPIO_SET_OUTPUT_PIN_INV(GPIOA_BASE_ADDR,GPIO_PIN0);
        }
    }
    thread_end();
}
void thread1_main(void)
{
    while(1){
        while(!u8g_sysInitSuccessFlg){NOP();}
        while(1){
            if(u8g_gpioAllowToggleFlg){
                GPIO_SET_OUTPUT_PIN_TO_1(GPIOA_BASE_ADDR,GPIO_PIN1);
            }else{
                GPIO_SET_OUTPUT_PIN_TO_0(GPIOA_BASE_ADDR,GPIO_PIN1);
            }
        }
    }
    thread_end();
}
void thread2_main(void)
{
    while(1){
        while(!u8g_sysInitSuccessFlg){NOP();}
        while(1){
            if(u8g_gpioAllowToggleFlg){
                GPIO_SET_OUTPUT_PIN_TO_1(GPIOA_BASE_ADDR,GPIO_PIN2);
            }else{
                GPIO_SET_OUTPUT_PIN_TO_0(GPIOA_BASE_ADDR,GPIO_PIN2);
            }
        }
    }
    thread_end();
}

3.測(cè)試結(jié)果

信號(hào)說(shuō)明：

黃色：GPIOA0電平 藍(lán)色：GPIOA1電平

（1）.整體波形

整體波形看起來(lái)線程基本時(shí)同時(shí)切換，同步運(yùn)行，下面放大看看。

（2）.上升沿觸發(fā)波形

注意：這里采用示波器的auto觸發(fā)模式，可以抓到每次觸發(fā)的時(shí)間會(huì)有不同，

• 最快從線程1切換到線程2的時(shí)間為40ns左右。
• 最慢從線程1切換到線程2的時(shí)間為120ns左右。

（3）結(jié)果分析

目前芯片配置為內(nèi)部高速RC時(shí)鐘200Mhz，配置每個(gè)線程的主頻為?主頻，也就是50Mhz。

此時(shí)對(duì)應(yīng)的線程切換時(shí)間范圍應(yīng)該在40ns~120ns之間。

我分析在當(dāng)前配置下，硬件核心線程切換邏輯是：

審核編輯：湯梓紅