近年来,多媒体及无线通信技术的发展十分迅速。这些领域中使用到的很多热点算法的实现方式具有天生的并行性,非常适宜于在多核体系架构上实现。如何设计多核架构,在不显著增加其复杂度的情况下,使其可以更高效的并行处理数据,是一个非常关键的问题。为了提高多核处理器的性能,简化其结构,本文研究内容集中于多核处理器的核间数据交换方式及特定并行算法在多核处理器上的映射和实现。本文给出一种应用对象为视频处理中常用并行算法的四核处理器架构,在设计中通过采用可配置共享寄存器以及在内核和数据存储器之间搭建多层总线两种方式建立多核处理器各内核间的数据通路,来改善多核处理器并行处理数据时的性能,提高数据交换效率。经验证,与使用共享cache的传统四核处理器相比,本文所设计的四核处理器可将文中列举的并行算法的实现周期大大缩短,极大的提高了处理器的处理性能。文中详细介绍了构成多核处理器的单核结构、多核处理器的具体结构、多核处理器的数据交换机制、视频处理中常用的并行算法在多核处理器上的映射与实现以及对多核处理器的性能及相关算法的实现效果的评估与分析。