随着技术的进步,人们对处理器的运算能力的要求不断提高,人们对其要求也不断随之提高,异构多核片上系统(Multi-Processors System on Chip, MPSoC)应运而生。异构多核片上系统具有结构的复杂多变性,常规仿真工具和基于FPGA的硬件模拟器难以完全满足异构多核片上系统的设计、分析需求;此时,系统级的混合精度软件模拟器成为研究多核芯片架构、性能的重要工具之一。研究、设计异构多核片上系统模拟器成为一项重要的工作。当前,对传统的单核、多核CPU模拟器的研究已经广泛展开,并取得了许多成果,但对MPSoC的模拟器的研究工作,特别是针对面向高密度计算的MPSoC(MPSoC for High-Density Computing,HDCMPSoC)的模拟器研究工作进展有限。本文设计与实现了一种以HDCMPSoC为目标系统的系统级异构多核混合精度可编程模拟器。该模拟器具有超大规模、可配置系统结构的特性,可以提供包括运算数据、运行周期统计、多核并行度统计和网络占用率统计在内的仿真结果,同时支持混合精度运算单元的切换。本文的工作如下展开:首先,本文描述以C++实现目标HDCMPSoC模拟器的具体方法和过程,包括模拟器模块的实现与系统集成,以及非模块功能的实现;然后,本文通过实验,证实了模拟器的功能正确性和性能优越性。实验结果表明:模拟器支持最大64×128网络的系统规模,可以稳定运行具有一定复杂度的算法应用,且相比常规仿真软件有巨大的速度优势,其混合精度运算单元切换功能可有效提供速度与精度的灵活选择,模拟器满足设计要求。