随着超大规模集成电路工艺技术的发展，器件尺寸变得越来越小，单片芯片的集成度也越来越高，系统的功能也越来越复杂。在昂贵的芯片设计和制造成本，以及越来越短的 Time-To-Market的压力下，如何能设计出性能和成本都符合要求的系统就成为系统设计的一个课题。在这样的背景下，软硬件协同设计技术引起了人们的广泛关注。 本文研究了嵌入式系统软硬件协同设计中建模和划分两方面的问题。本文的主要工作和创新之处如下： 研究了各种嵌入式系统建模的基本方法，着重研究了基于统一建模语言UML(Unified Modeling Language)的建模方法，基于UML实现了一个具有基本功能的MP3播放器的建模，并以此为例，演示了基于UML的嵌入式系统建模的基本流程。 研究了静态软硬件划分问题，提出并实现了一种基于PBIL的软硬件协同划分方法，实验结果表明，这样的策略既有效的保证了新群体的多样性，可以很好的避免陷入局部最优；又能够将优良个体所代表的演化方向信息很好的保存在概率向量的分布函数中，避免了遗传算法的交叉和变异操作对积木块的破坏，大大提高了寻找到最优解的可能性。 研究了动态软硬件划分问题，提出了一种基于对称机制DPBIL算法的软硬件动态划分方法，并与已有动态软硬件划分算法进行了比较。实验结果表明对称的概率向量的引入，提高了算法对动态环境的跟踪和适应能力，有效提高了算法的性能。在此基础上，引入了阈值约束机制，以提供算法的动态跟踪能力，实验结果表明算法性能得到了进一步的提高。 提出了一种基于量子概率编码的软硬件动态划分算法，通过与已知动态软硬件划分算法进行实验比较，验证了这种算法的有效性和先进性。