近年来,片上系统朝着片上众核方向发展,在提高系统并行度和性能、降低系统功耗等方面显示出了巨大优势。本文以面向多媒体类实际应用为出发点,在已有33核的基础上开展众核扩展设计工作,从架构执行效率、设计扩展性、存储结构、算法并行度等方面研究提高片上众核SoC系统性能的方法。　　 主要内容和结果如下:　　 1.众核体系结构设计。从提高众核系统执行效率着手,设计了基于共享通讯的层次化众核系统模型:处理器与本地存储器构成计算节点,二者通过速度较快的本地总线通讯；多个计算节点之间通过共享总线与全局共享模块相连,使用共享存储的方式实现计算节点之间的通讯。在RTL级设计了两种结构:单片65核众核系统和双片66核众核系统,从扩展性及面积等方面研究二者的区别。在存储方面,设计众核系统的层次化存储体系,以提高众核存储系统的存储效率。　　 2.以JPEG为切入点,研究结合多媒体应用的众核设计技术。详细研究了JPEG解码的处理方法,在此基础上,从提高算法并行度角度,完成基于众核平台的JPEG并行算法演示系统设计,对所设计的演示系统进行了验证。以ALTERA公司StratixⅡ EP2S180开发板为平台,设计64幅图像并行解码的演示系统,使用原型验证的方式验证众核系统的通讯架构和存储结构是否能够满足片上众核设计的要求。　　 3.设计单片65核众核FPGA原型芯片和双片66核众核原型芯片(处理器数目从65核到两个33核),并分别下载到一块StratixⅡ EP2S180器件和两块StratixⅡ EP2S180器件上,以验证系统的总线可扩展性及资源可扩展性。实验结果表明,所设计的层次化共享结构具有良好的可扩展性,从单片到双片,数据吞吐量增加一倍,但所用资源中ALUT增加不多,片上存储资源增加56％。