什么是并行多线程实时处理器？MC3172开发环境开发实践

板子上的MCU是个很有意思的东西——并行多线程处理器MC3172 。

通俗地说，这颗MCU的内部实现了类似RTOS多线程的功能。但是MC3172 编程与RTOS编程的最大区别就是：

MC3172多线程绝对并行运行，没有切换抖动及开销。

MC3172无线程优先级、优先级反转、死锁等概念。

MC3172所有中断都可以安排专门线程处理，没有中断嵌套和延迟。

MC3172各线程同步并行运行，互不阻塞，互不干扰。

MC3172线程响应的确定性相对于RTOS更为精确。

MC3172简介

MC3172 是厦门感芯科技的一款32 位 RISC并行多线程实时处理器。基于RISC-V RV32IMC 指令集， 100%单周期指令，最高200MHz主频， 3.37coremark/MHz。可以代替实时操作系统，实现程序的模块化与复用性。

MC3172 特性：

MC3172实践

MC3172的开发环境使用的是国产软件——MounRiver Studio。

我们简单看一下MC3172的demo工程：

1、MC3172文件夹

MC3172存放MC3172编程核心文件。

线程配置工具可对各线程进行配置：

可以配置线程时钟源、频率、栈空间、存储器分配等信息。

MC3172支持64路线程同步并行运行，其中分为4个线程组，每个线程组16线程，每个线程组里的线程编号如上图所示。其中，不使用的线程可以设置为空闲线程，空闲线程完全不运行，不产生功耗。

每个线程都有自己独立的栈空间，在数据空间允许范围内可随意分配，但需要确保所有非空闲线程所占的数据空间不超过数据空间的大小。

MC3172.h存放外设地址相关宏定义及其配置宏，如：

类似于ST的stm32fxxx.h。

thread_config.h为线程配置文件，由线程配置工具生成：

MC3172.lds为链接脚本，由线程配置工具生成

thread_start.c为启动线程相关的源文件：

#ifndef THREAD_START_C
#define THREAD_START_C
#include "./MC3172.h"
#include "./thread_config.h"

void thread1_initial(void)
{
#ifdef ROTHD_THREAD1_VALID
extern void thread1_main(void);
    rothd_set_sp_const(ROTHD_THREAD1_STACKCFG_VALUE|0x20000000);
    thread1_main();
#endif
}
void thread2_initial(void)
{
#ifdef ROTHD_THREAD2_VALID
extern void thread2_main(void);
    rothd_set_sp_const(ROTHD_THREAD2_STACKCFG_VALUE|0x20000000);
    thread2_main();
#endif
}

// 省略部分代码......
void (*thread_initial_pointer[64]) (void)={
                                               &thread0_initial,
                                               &thread1_initial,
                                               &thread2_initial
// 省略部分代码......
}

void thread_start(void)
{
    (*thread_initial_pointer[THREAD_ID])();
}

程序运行的入口函数为：thread_start ，从链接脚本里可以知道：

thread_start里的THREAD_ID为线程ID值，直接从0x50000000地址中读出：

#define THREAD_ID (*(volatile u8*)(0x50000000))

猜测：0x50000000地址里的ID值会不断变化，通过某种机制跳转，遍历执行thread_initial_pointer函数指针数组里的各个线程函数。

threadx_initial里初始化线程栈，并执行线程主体，如

void thread_end(void)
{
    while(1);
}

void thread1_main(void)
{
    while(1){
        //user code section
    }
    thread_end();
}

这是用户代码，我们可以在各个线程主体函数里边编写我们的应用代码。

2、Release文件夹

Release文件夹里存放的是编译生成的固件程序，通过 开发板程序下载工具 可进行下载：

3、USER_CODE文件夹

USER_CODE文件夹存放用户代码：

MC3172 是一颗并行并行多线程实时处理器，我们下面来看看其多线程并行执行的特性。

我们编写两个线程，线程进行相同的配置，两个线程分别对两个IO进行翻转，测试代码如：

void LED0_GPIOA_PIN0_TEST(void)
{
 // 启动GPIOA并设置特权组及时钟频率
    INTDEV_SET_CLK_RST(GPIOA_BASE_ADDR,(INTDEV_RUN|INTDEV_IS_GROUP0|INTDEV_CLK_IS_CORECLK_DIV2));

    // 使能GPIOA PIN0引脚
    GPIO_SET_OUTPUT_EN_VALUE(GPIOA_BASE_ADDR, GPIO_PIN0, GPIO_SET_ENABLE);

    while(1)
    {
     // GPIOA PIN0输出1
     GPIO_SET_OUTPUT_PIN_TO_1(GPIOA_BASE_ADDR, GPIO_PIN0);

     // 延时
        for (u32 var = 0; var < 5000; ++var)
        {
            NOP();
        }

        // GPIOA PIN0输出0
     GPIO_SET_OUTPUT_PIN_TO_0(GPIOA_BASE_ADDR, GPIO_PIN0);

     // 延时
        for (u32 var = 0; var < 5000; ++var)
        {
            NOP();
        }
    }
}

void LED1_GPIOA_PIN1_TEST(void)
{
 // 启动GPIOA并设置特权组及时钟频率
    INTDEV_SET_CLK_RST(GPIOA_BASE_ADDR,(INTDEV_RUN|INTDEV_IS_GROUP0|INTDEV_CLK_IS_CORECLK_DIV2));

    // 使能GPIOA PIN1引脚
    GPIO_SET_OUTPUT_EN_VALUE(GPIOA_BASE_ADDR, GPIO_PIN1, GPIO_SET_ENABLE);

    while(1)
    {
     // GPIOA PIN1输出1
     GPIO_SET_OUTPUT_PIN_TO_1(GPIOA_BASE_ADDR, GPIO_PIN1);

     // 延时
        for (u32 var = 0; var < 5000; ++var)
        {
            NOP();
        }

        // GPIOA PIN1输出0
     GPIO_SET_OUTPUT_PIN_TO_0(GPIOA_BASE_ADDR, GPIO_PIN1);

     // 延时
        for (u32 var = 0; var < 5000; ++var)
        {
            NOP();
        }
    }
}

////////////////////////////////////////////////////////////


void thread_end(void)
{
    while(1);
}

////////////////////////////////////////////////////////////

void thread0_main(void)
{
    while(1){
        //user code section
    }
    thread_end();
}

////////////////////////////////////////////////////////////

void thread1_main(void)
{
    while(1){
        //user code section
     LED0_GPIOA_PIN0_TEST();
    }
    thread_end();
}

////////////////////////////////////////////////////////////

void thread2_main(void)
{
    while(1){
        //user code section
     LED1_GPIOA_PIN1_TEST();
    }
    thread_end();
}

烧录程序，使用逻辑分析仪抓取GPIOA_PIN0及GPIOA_PIN1引脚电平变化如：

可见，这两个波形是完全同步的，CPU同时在干两件事情，实现了与RTOS多线程同样的效果。

心得与总结

嵌入式开发，是软件+硬件结合，两者互补。如果硬件功能很强大，则软件可能可以设计得比较简单；如果硬件功能有限，则软件方面可能得考虑比较多的方面。

比如：

一些软件算法，需要多传感器数据输入进行融合，则功能实现可能比较简单，但实际可能为了降成本，减少一些传感器，这时候需要实现稳定可靠的功能，则软件算法上得下更大的功夫。

对于一些不太复杂的数字信号处理，在通用的MCU上就可以处理，但对于一些比较复杂的数字信号处理，则可能使用一些带有DSP处理器的MCU。

特别的，对于芯片内部IC电路来说，如果内部有相关模块可以实现某些功能的话，则对应的软件编程会简单很多，而且硬件实现的比软件实现的效率要高。

硬件实现的多线程编程确实优于RTOS编程，但实际开发中产品软硬件架构需要考虑多个方面，比如芯片的稳定性以及软件生态等方面。

并行多线程实时处理器是个好东西，但目前并行多线程实时处理器还处于起步阶段，还有很多东西需要完善，需要我们多支持与传播，只有生态起来了，将来我们才有机会用得上。

审核编辑：刘清

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2023-04-10 11:51:36

每日一教labview视频教程【1.10】labview多核并行运行编程

随着多核成为处理器的发展主流，对于并行编程（多线程编程）也成为了开发人员最大的难题，而LabVIEW凭借自身的并行特性可以直观地实现多线程的编程方式。仅仅凭借自动多线程的特性，还无法充分地利用多核

2012-01-10 13:48:42

每日推荐 | Tina V85x 平台E907启动方式，OpenHarmony征文活动获奖名单

资料推荐理由：MC3172 是一款多线程实时处理器，其特点为64线程同步并行运行，互不阻塞，各个线程共享数据段与代码段，无通信瓶颈。100%单周期指令无需分支预测，无流水线阻塞，性能已达到单发射结

2022-08-08 10:14:45

询问DSP和处理器的开发环境等问题

不需要大量修改的？仿真器和开发软件，我在ADI网站上看到开发软件是Visual DSP，但是没有看到价格，这个授权是怎么收费的？我需要全面评估下如果采用ADI的DSP作为主要的信号处理器的开发工作及其所有需要的设备及软件等。如果你对我的描述感觉有疑问请联系我。非常感谢！！

2018-11-02 09:18:18

基于USB和多线程的实时数据采集系统

说明基于USB 技术的实时数据采集系统的硬件、软件实现；重点介绍PDIUSBD12带并行总线的USB 接口器件以及基于多线程思想设计应用程序的方法。

2009-04-16 09:07:54

IXP系列网络处理器的并行原理及应用

从网络处理器的体系结构入手，在线程和微引擎层次上对IXP系列网络处理器的并行环境进行抽象分析，在线程方面阐述了顺序和非顺序情况下不同的编程方法及其对应的效率和吞吐

2009-04-20 09:20:04

再谈多线程技术在变电站监控系统中的应用

介绍了Win32 中多线程技术的概念及在Delphi 开发环境中实现的方法，给出了在变电站监控系统开发中如何较好地应用多线程技术的实例。Confabulating with Application of Multithread Technic

2009-05-30 10:17:55

利用多线程思想实现单片机系统的伪并行处理

介绍和分析了一种原用于计算机高级语言的编程思想---多线程编程，向单片机控制系统的移植。利用多线程的编程思想进行单片机的复杂控制，可以应用到一些对系统控制有苛刻

2009-08-07 09:09:48

QNX环境下多线程编程

介绍了QNX 实时操作系统和多线程编程技术，包括线程间同步的方法、多线程程序的分析步骤、线程基本程序结构以及实用编译方法。QNX 是由加拿大QNX 软件有限系统公司开发的

2009-08-12 17:37:19

信号准实时处理的VC++实现

本文介绍了在Visual C++编程环境中，通过Win32的内存管理、多线程和重叠 I/O技术，实现对信号的准实时处理。

2009-09-02 17:28:36

多线程在VC++串口通信程序中的应用

本文通过一机房监控系统程序中串口通信对多线程的应用来介绍Windows 9X/NT操作系统中多线程的应用和VC++对多线程的支持。关健词： 多线程，串口通信在现代的各种实时监控系

2009-09-03 11:45:29

多线程技术在电能质量实时监控系统中的应用

实时监控系统具有较高的实时性要求，多线程技术因其能同时执行多项任务而能够较好地满足这一要求。本文介绍了多线程技术的基本概念，分析了Delphi 环

2009-09-04 09:59:51

基于多线程的雷达数据实时处理系统

为了解决多普勒天气雷达实时处理系统研发过程中并发线程难以进行控制的问题，设计了一种多线程控制

2010-12-01 17:02:38

基于多核多线程处理器的网络设备设计

网络中核心设备的数据吞吐量非常大，兼顾高数据量吞吐和业务处理非常重要。提出采用最新的多核多线程处理器，以VCPU为单位部署操作系统，实现两种操作系统共CORE，通

2010-12-30 16:13:29

数控测井软件中的多线程编程技术

为满足实时测井需求，提高系统资源的利用率和系统性能，在数控测井软件开发中将多线程编程技术应用其中，并对多线程编程技术应用的可行性和必要性进行了分析。给出了软件的模块框图及多线程间关系，利用MFC的自定义类封装和实现各个线程，在线程中分别实现串

2011-01-14 17:17:15

利用MIPS多线程处理器优化SoC设计

　多线程是一种基于硬件或软件的处理技术，它的首要目标是计算型工作中利用并发来提高性能。多线程也可以用于区别各种任务，以便可以将优先权分配给更多时间敏感的流量，如语音、视频或关键数据。而公认的基于软件的多线程技术，如任务切换和基于软件的线程调

2011-01-20 06:55:04

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同时多线程结构研究综述

随着芯片集成度的增加，处理器设计者需要提出下一代高性能处理器体系结构。同时多线程结构允许在一个时钟周期内发射多个线程的指令执行，它可以同时利用指令级和线程级并行性

2011-05-28 16:43:58

linux多线程编程课件

德赢Vwin官网为您提供了linux多线程编程课件，希望对您学习 linux 有所帮助。部分内容如下： *1、多线程模型在单处理器模型和多处理器系统上，都能改善响应时间和吞吐量。 *2、线程包

2011-07-10 11:58:43

基于高档数控的实时多任务实现

为了解决高档数控系统对控制软件实时性的要求，提出了分时并行处理的设计方法，以实时环境下多线程技术的原理为依据，用Delphi提供的多线程编程组件完成了系统线程的具体实现

2011-09-05 10:35:59

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linux多线程编程开发

本文中我们针对 Linux 上多线程编程的主要特性总结出 5 条经验，用以改善 Linux 多线程编程的习惯和避免其中的开发陷阱。在本文中，我们穿插一些 Windows 的编程用例用以对比 Linux 特性

2011-12-26 14:24:44

同时多线程处理器的指令调度器设计

同时多线程处理器的指令调度器设计_李乐

2017-01-08 14:55:45

关于多线程编程教程及经典应用案例的汇总分析

机、多核心处理器以及芯片级多处理或同时多线程处理器。本文为大家介绍多线程在Linux环境下的编程及在实际环境中的应用。 多线程技术在数据实时采集分析中的应用本文介绍的多线程、内存映射文件和两级缓冲的方法在高速

2017-10-16 16:46:55

并行处理器概念与基本结构介绍

　并行处理器指可以一次可处理多个运算的处理器。双核处理器也是并行处理器，因为其一次可运行两个运算（以此类推），但其本质上还是串行处理器的组合，所以提起并行处理器，一般指经特殊设计的多线程处理器。

2017-12-08 10:40:20

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多线程的并行实例恢复方法

；其次，结合多线程并发处理思想，提出并行实例恢复方法，对改进的实例恢复模型进行并发处理；最后，由于采用回滚段进行undo日志管理，可以实现undo日志的正常数据化管理，提前结束实例恢复。通过进行TPC-C基准测试，并行实例恢复

2017-12-20 16:35:56

如何使用LabWindows CVI多线程技术实现实时的数据采集详细资料说明

本文对LabWindows/ CVI软件开发平台下利用多线程技术实现实时数据采集进行了研究。以往采用单一线程进行数据采集，存在数据溢出、数据更新速度较慢的问题。针对以上问题，本文利用

2019-07-17 17:02:08

基于DM6646开发板的多线程编程在嵌入式图像处理中的应用

基于DM6646开发板的多线程编程在嵌入式图像处理中的应用(嵌入式开发北京)-文档为基于DM6646开发板的多线程编程在嵌入式图像处理中的应用总结文档，是一份不错的参考资料，感兴趣的可以下载看看，，，，，，，，，，，，，

2021-08-04 15:29:05

Linux应用开发【第五章】线程编程应用开发

文章目录 5 线程编程应用开发 5.1 线程的使用 5.1.1 为什么要使用多线程 5.1.2 线程概念 5.1.3 线程的标识pthread_t 5.1.4 线程的创建 5.1.5 向线程传入参数

2021-12-10 19:15:33

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多线程启动停止暂停继续

单核CPU上所谓的”多线程”那是假的多线程，同一时间处理器只会处理一段逻辑，只不过线程之间切换得比较快，看着像多个线程”同时”运行罢了。

2022-08-11 15:47:17

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并行多线程处理器MC3172简介与实践

MC3172 是厦门感芯科技的一款32 位 RISC并行多线程实时处理器。基于RISC-V RV32IMC 指令集， 100%单周期指令，最高200MHz主频，3.37coremark/MHz。可以代替实时操作系统，实现程序的模块化与复用性。

2022-08-14 14:25:11

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并行多线程处理器MC3172

MC3172 是厦门感芯科技的一款32 位 RISC并行多线程实时处理器。基于RISC-V RV32IMC 指令集， 100%单周期指令，最高200MHz主频， 3.37coremark/MHz。可以代替实时操作系统，实现程序的模块化与复用性。

2022-08-19 14:57:12

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感芯科技MC3172多线程实时性测试

本文主要对感芯科技的MC3172处理器的64位多线程功能进行测试，测试线程切换响应速度等性能。

2022-09-13 09:15:39

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【感芯科技64线程MC3172开发板免费试用体验】MC3172-CMake改为C++工程

本文来源德赢Vwin官网社区，作者：jf_99374259，帖子地址： https://bbs.elecfans.com/jishu_2308789_1_1.html 【感芯科技64线程MC3172

2022-10-13 11:06:44

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【感芯科技64线程MC3172开发板免费试用体验】Fedora Linux 搭环境

开发板免费试用体验】Fedora Linux 搭环境这里我所用的环境是 Fedora Linux 36，KDE Plasma 桌面 MC3172介绍厦门感芯科技多线程处理器 MC3172开发板，64

2022-10-13 11:08:48

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【感芯科技64线程MC3172开发板免费试用体验】与PC和51开发板串口通讯

上对MC3172板子进行收发数据。第二是与51 单片机进行收发数据通讯。首先查看到MC3172开发版有12组可以使用的串口配置，从网上找到某位大神总结的一

2022-10-13 11:11:22

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【感芯科技64线程MC3172开发板免费试用体验】MC3172开发板开发环境搭建与烧写

windows 64 位开发工具，下载安装：安装过程如上图，按提示一路选择“是”，“下一步”即可顺利安装了开发环境。然后把开发板提供的资料包MC3172资料合集_v1.12解压，里面有一

2022-10-13 11:14:01

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【感芯科技64线程MC3172开发板免费试用体验】MC3172开发板了解学习

的MCU，它是厦门感芯科技新出的一款32 位 RISC 处理器 MC3172 。它最奇特的地方是具有硬件64线程，能够同步并行运行，而线程资源可通过软件进行配置，程序可以共享代码段空间与数据段空间，采用

2022-10-13 11:16:06

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【感芯科技64线程MC3172开发板免费试用体验】这个芯片不一样,硬件多线程MCU体验

个调度,使得实时性更高，用户也不需要考虑这个软件调度切换花掉的时间了。 MC3172这个芯片是一个非常大的

2022-10-13 11:22:42

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【感芯科技64线程MC3172开发板免费试用体验】串口收发程序

MC3172开发板的试和机会给了我。今天收到开发板，下载资料，经过一翻摸索，现将串口应用分享如下： 1、开发环境的建立：资料上说是用MounRiver Studio的做为开发工具，因为我原先已经安装好了，用于

2022-10-14 10:41:48

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NO RTOS移植！32位、64线程开发板，超强实时性体验！

的概念，也没有切换的随机性，每个线程的运行速度和自己的栈空间都可以按需配置。为此，感芯科技推出支持并行多线程处理器 MC3172 开发板，64线程同步并行运行，各个线程的运行速度都可按需配置，无任何响应延迟或中断嵌套，其他

2022-10-25 08:20:05

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Python多线程的使用

最近常常需要处理大量的crash数据，对这些数据进行分析，在此之前需要将存量的数据导入自己的数据库，开始一天一天的去导，发现太慢了，后来尝试通过python多线程并行导入多天数据，以此记录对于Python多线程的使用。

2023-03-17 14:57:17

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【精选试用】基于RISC-V、ARM架构，多款开发板免费评测

感芯科技多线程处理器 MC3172开发板 (点击标题或扫描下面二维码申请) 感芯科技多线程处理器 MC3172开发板，64线程同步并行运行，各个线程速度可按需配置，硬件级实时响应，无需中断服务程序

2023-04-18 09:15:02

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华为麒麟9000S处理器为8核12线程首款支持超线程手机处理器

逻辑内核模拟成两个物理芯片，让单个处理器就能使用线程级的并行计算，进而兼容多线程操作系统和软件。超线程技术可以充分利用空闲CPU资源，在相同时间内完成更多工作。

2023-09-01 16:32:19

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MC3172资料合集_v1.12

MC3172芯片资料合集包含：芯片手册，开发例程模板，线程配置和程序下载软件(可能会被win10误报病毒，不放心可用使用虚拟机打开)MC3172开发环境推荐使用国产软件MounRiverStudio

2022-08-03 21:55:06

mfc多线程编程实例

（图形用户界面）应用程序的开发。在这篇文章中，我们将重点介绍MFC中的多线程编程。 多线程编程在软件开发中非常重要，它可以实现程序的并发执行，提高程序的效率和响应速度。MFC提供了丰富的多线程支持，可以轻松地实现多线程编程，并解决线程间的同步和通信问题。首先，让我们看一个简单的MFC多线程

2023-12-01 14:29:20

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什么是并行多线程实时处理器？MC3172开发环境开发实践

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