在各种多媒体服务以及网络服务蓬勃发展的今天,仅仅开发传统的指令级并行性已经远远不能满足这些服务对微处理器的性能要求。线程级并行性的开发大大提高了处理器的性能和处理能力。越来越多的注意力被投入到多线程处理器上的研究上。研究多线程处理器的功耗仿真工具可以对多线程处理器的低功耗设计起到指导作用。本文首先讲述了线程级并行性的产生背景,并简单介绍了几种实现线程级并行性的体系结构。为了实现多线程功耗模拟,我选择以流行的单线程功耗分析工具Wattch为基础平台,引入一个线程流水模型将Wattch向多线程进行移植,解决多线程调度问题。在Wattch自带的Pisa指令集基础上扩充支持线程流水的指令,解决串行程序并行化编译的问题。使用这种方法构建多线程模拟器的好处是不需要改变Wattch原有的结构,也不需要改变Wattch的全局变量,还可以充分利用Wattch原有的功耗模型。期望移植后的Wattch可以对单芯片多处理器进行模拟。模拟器分为四个模块:线程控制模块,存储控制模块,通信控制模块和指令系统模块,分别实现。文章最后在移植后的多线程Wattch模拟器上作了三个实验,验证了主存时延和cache时延对系统性能的影响,讨论了处理器核心数目对系统性能的影响。最后通过分析性能和功耗数据得出结论,在系统运算能力相差不多的条件下,处理器核心数目为4时,性能较为优良。