软硬件协同技术是当今SoC系统开发领域的研究热点,它通过建立系统模型进行系统的顶层设计,划分软硬件,进行系统级的协同仿真、综合与验证,将软件与硬件的研发并行化。这种技术能够加快系统软件和硬件的研发,降低错误率,缩短研发时间,节约成本。本文调研了软硬件协同设计的方法与步骤,设计了一种可配置专用处理核的事务级系统模型,并介绍了其建模语言、建模对象、运行方式、主要模块。该模型是基于SystemC的事务级模型,通过在功能模块中加入时序信息,实现周期精确级的建模。本论文主要研究FFT、排序两种算法模型的实现以及排序算法在算法模型基础上的硬件实现。首先基于硬件资源和算法要求,建立了参数化可配置的FFT算法周期精确模型,并且基于模型研究了 FFT算法模型的几种硬件实现架构。并选择了基2+基4+基8的四路并行的实现方案,在控制模块的配合下实现了调试模式、较大/小运算点数乒乓操作。然后基于硬件的存储结构和硬件资源,建立了参数化可配置的排序算法周期精确模型,基于模型和算法特征,选择2个单精度浮点数加法器并行的2路归并排序作为最终的实现方案,实现了排序的硬件加速模块。仿真与验证部分中,介绍了软硬件协同仿真调试的流程、方法,给出相应的测试结果。在仿真中,周期精确模型与硬件设计的周期数相同,达到了周期精确的设计效果,在计算65536点时模型仿真时间比硬件仿真快30倍,计算524288点时快72倍,体现了软硬件协同设计的优势。排序硬件加速模块实现了 128k点以内单精度浮点数的并行排序,仿真中工作在123.6MHz的主频下,2048点的运算时间在330 μ s以内,16000点的运算时间在2800 μs以内,并给出了部分关键模块的仿真波形图和测试结果,结果完全符合指标的时间要求。