随着集成电路工艺水平的发展,计算机和通信设备对芯片运算能力的需求也迅速增长。传统的以提升主频为手段的处理器性能提升方式,会引起单内核处理器功耗的提高。多内核技术采用分布式低功耗技术为芯片集成度和性能的提高,提供了更为广阔的空间。本文以16内核系统的实现为目的,采用了SOPC技术,搭建了基于Nios II嵌入式处理器的单核SOPC系统与16内核SOPC系统。采用16节点的2D mesh片上网络(NoC)来代替传统的总线架构实现内核间通信。并进行了验证与测试。测试内容包括:随机模式下数据传输时延测试,中断时延测试和数据流图测试。数据传输时延测试记录了服从泊松分布的数据流在网络注入率为0.6e-3~1.8e-3的传输时间。中断时延测试通过对硬件模块与内核之间的握手信号传递时间进行计数,得出Nios II内核的中断响应时间。数据流图测试模拟MP3解码器数据流图与3GPP-LTE 4×2 MIMO系统接收端数据流图,采用非并发原则逐级触发,最后使测试数据与实际系统传输时间相比较。测试结果表明Nios II系统的中断时延约为2.9us。Nios II系统的数据传输时间与MP3解码器系统数据传输时间之比约为3:8,而对应的3G系统接收端模拟测试的结果约为476:1。因此16内核SOPC系统具有模拟低性能系统的能力,而使用该系统完成高性能系统的模拟难度很大。由于系统的瓶颈是Nios II内核,采用高性能内核替代Nios II内核可以获得系统性能的提升。但相对于传统的SoC设计方法,SOPC技术可以提高设计灵活性并缩短系统设计周期,并在很大程度上降低研究成本。