感芯MC3172芯片简介

鸣涧

感芯MC3172芯片简介

MC3172是感芯科技研发的第一款32位RISC-V处理器，它是一款多线程实时处理器，可实现64线程同步并行运行，线程资源可按需配置，共享代码段空间与数据段空间，硬件级实时响应，无需中断服务程序，无需实时操作系统。

MC3172具有如下特性：

• 基于RISC-V RV32IMC 指令集，100%单指令周期，最高200MHz主频，3.37coremark/MHz。
• 片上128KB共享SRAM，可存放代码和数据，可按需配置为96+32/64+64/32+96，灵活应对各种应用场景。
• 12个可配置通信接口，可配置为USART、SPI主从机、USB 2.0主机/设备（全速和低速）、CAN 2.0B。
• 6个24位通用计数器，可提供高精度PWM与输入捕捉
• 64个快速GPIO，可提供丰富的自定义控制接口。
• 核心1.8v供电，GPIO 1.8-3.3v供电
• 内嵌200MHz和8MHz RC振荡器
• 外部支持最高133MHz输入时钟
• 串行2线制TWDP调试接口，TWDIO 和 TWCLK，支持程序下载和调试。
• LQFP100封装和QFN88封装可选。
  
  

更多详解介绍，可以查看文末的MC3172数据手册。

MC3172的程序加载方式比较特殊，和FPGA的被动加载比较类似，MC3172内部只有RAM空间，通过CLK和DIO两根线连接到外部的CH554单片机，单片机外部连接了一颗SPI接口的Flash，当执行程序下载时，实际上是通过连接在单片机上的USB线，将程序文件下载到单片机外挂的Flash内部，上电启动时，单片机将Flash中的数据读出，通过CLK和DIO给MC3172加载。

论坛网友还自己设计了MC3172开发板2.0版本，开源了AD工程，下载地址在文末。

可以看出，2.0版本明显比官方的开发板大了一些，LED、按键、串口等硬件资源也多了。

3. 什么是并行多线程实时处理器

众所周知，目前的微控制器，除了FPGA是真正的并行运行，由时钟信号来驱动，在一个时钟周期内，多个模块可以同时执行很多操作。

MCU虽然也能通过RTOS任务调度器实现多线程，但其实是通过快速的切换来实现实时。

而MC3172为并行多线程实时处理器，是在芯片级实现的多线程同步并行运行，互不阻塞，各个线程共享数据段与代码段，无通信瓶颈。

各个线程按需分配主频，完成各自专项任务，无需中断与线程调度，故具有极强的实时性和可预测性，可以代替实时操作系统，实现程序的模块化与复用性。

• 它有着操作系统的效率，但是它的线程调度没有任何抖动与等待。
• 它有着裸机编程的直接，但是它的中断响应没有任何延迟与嵌套。
  
  

多线程的应用场景有哪些呢？可以类比FPGA中模块的概念，一个模块一个功能，每个模块独立运行。

比如采集温湿度，通过显示屏进行展示，并上传到云平台，可以分为3个线程：

• 传感器驱动线程，完成初始化，定时获取传感器数据
• 显示线程，定时刷新显示的数据值
• 网络驱动模块，完成网络模块的初始化，定时将数据上传到云端。
  
  

两轮自平衡车PID控制可分为如下几个线程：

• 电机驱动线程，用于设定电机的转速
• 姿态反馈线程，用于监测当前运动状态
• PID计算线程，用于根据姿态计算出电机的脉冲信号
  
  

多线程实时处理器的开发和应用，可以达到裸机编程的难度，RTOS的扩展性，FPGA的实时性与确定性。

随着机器人，工业自动化，汽车等应用的进一步扩展，高实时多并发的多线程处理器必将大有作为。

4. 关于感芯科技

厦门感芯科技有限公司，2020年12月成立于福建厦门，是一家专注于高实时多并发应用领域微控制器研究的高科技企业。

从官网来看，目前芯片产品有MC3172，通过同步多线程的使用，可以达到裸机编程的难度，RTOS的扩展性，FPGA的实时性与确定性。

感芯科技官网：http://www.gxchip.cn/

感芯科技目前还比较年轻，成立时间比较短，目前只有MC3172这款芯片产品，另辟蹊径，主打硬件级多线程实时处理器，和通用MCU市场做了区分。

鸣涧

，MC3172硬件实时多线程处理器，算是众多MCU产品中的一朵奇葩，可以不用RTOS，就可以实现芯片级的多线程，降低了用户开发的难度，当然，客观的说，芯片的生态环境还有待完善，芯片的配套文档，比如寄存器手册，用户手册，固件函数驱动库等都还不够成熟，如果想要在通用MCU市场瓜分一点市场的话，理想的做法还是尽量去兼容比较主流的函数库，这样可以用最短的时间适配现有项目工程。MC3172首款开发板的配置也比较简单，没有用户外设，比如LED，按键，USB接口也没有串口功能，不方便调试等等，不能够对芯片本身的资源做一个完整的评估，软件开发环境还不支持程序下载和调试工具，多线程配置工具，没有加载当前已有配置的功能，如果需要对已经配置的线程进行修改，打开配置工具后，需要再一个一个单独的配置。
整体来说，对于百花齐放的国产MCU市场来说，是一朵奇葩（褒义），如果进一步完善生态环境，并且有不错的价格优势的话，将会有很大的市场。