为了应对消费电子领域日益增长的对超高清视频内容的需求，ITU以及ISO联合推出了HEVC编码标准。面对超高清视频大数据量的挑战，HEVC解码器能否成功实现实时处理性能，将影响到该标准的商用化进程。为了解决上述问题，本文在对称多处理器平台上对面向超高清应用的实时解码器设计进行了探索。在系统架构层次上，本文探讨了有助于解码器获得良好可扩展性与负载平衡性的并行化数据与功能划分方式，并辅以高效的同步与存储机制，最终通过面向对象的程序设计思想进行实现。在平台级优化的层次上，一方面，本文探讨了如何利用英特尔处理器的指令集，对解码器中反量化、反变换以及内插滤波模块进行单指令多数据处理以便加速计算；另一方面，本文从处理器亲和性这一角度出发，给出了恰当地为物理处理器分配线程资源从而减小上下文切换开销的方法。依据HEVC标准化过程中采用的测试方法以及测试对象，我们对本次设计的解码器的性能进行了测试，并证实了其在超高清以及高清应用中所具有的实时性能。本文可为工业和学术领域在解码器性能优化方面的研究提供有益的方法和数据。