目前嵌入式领域的图像处理技术逐渐呈现出计算复杂、数据量大、并发性和实时性的要求越来越高等特点，使得传统的处理器体系结构越来越难以满足应用的需求，亟需研究新型高性能处理器。将PIM技术与可重构方法共同用于处理器体系结构的设计中，既具有PIM技术低存储延迟、高数据带宽的特点；又可以利用可重构技术的适应性和灵活性，使其很好的匹配不同的应用需求，从而充分发挥体系结构的优势。　　 论文以一种基于PIM技术的数据并行计算机体系结构模型为基础，通过对该体系结构中的上层应用模型的研究来完善宏体系结构的设计，研究内容主要包括以下几个方面。　　 首先，根据体系结构的特点研究典型多媒体图像处理算法到体系结构上的映射，即算法在该体系结构计算机上的实现过程。文中分别以点运算、局部运算和全局运算为例，详细描述了算法的映射过程。该部分是本文的重点研究内容，也是后续应用的基础。　　 其次，结合上一部分的研究内容，对指令集体系结构进行完善；整理并定义该体系结构计算机的汇编语言，设计并实现汇编语言编译器；以宏体系结构为依据，参考微体系结构的设计，通过构造模拟器来完成对基于PIM的数据并行计算机的功能模拟，模拟器采用面向对象的设计方法对硬件结构中的主要部件进行功能模拟。　　 通过在模拟器上对三类图像处理算法的模拟验证，表明基于PIM技术的数据并行计算机体系结构在逻辑上具有可行性。