随着电子硬件技术的不断发展,基于DSP处理器阵列的并行图像处理系统已经广泛应用于国防、工业、生物、通信等领域,图像处理机则越来越向小型、高速、简洁的方向发展。在面对具有不同内容,不同特点的多领域数字图像处理需求时,图像处理机的性能则主要体现在能够运行复杂灵活的处理算法以及实现大吞吐量的数据传输,且具有高实时性,这就要求图像处理系统在运算能力强的同时还需具备灵活高效的数据交互架构。本文设计了图像处理机多DSP阵列动态重构的新机制和方法,通过采用多种高速串行总线以及协议交换芯片,设计并实现了多协议接口交换板,搭建了处理器阵列间数据链路高效低冗余单星互联拓扑结构,利用交换芯片实时可通过数据端口实时配置的特点,通过配置路由表,实现了系统上位机以及多块图像处理板DSP处理器阵列数据链路灵活互联,在保证了传输速率的基础上实现DSP处理器动态配置,在线代码更新,以及处理器阵列的实时重构性。本文还提出了CPU系统对DSP算法与数据实时监测的实现方法,通过采用PCIe-SRIO交换芯片将CPU系统板控制总线接入处理器数据链路内,实现了CPU系统板PCIe控制总线与DSP处理器SRIO数据总线交换,进而实现了CPU系统软件对各功能板卡的实时监测功能。另外研究了VPX总线标准的CPU系统板的设计与实现,设计了系统管理总线与协议,实现了CPU系统软件对功能板卡的实时监控,提高了图像处理机的可控性。此外,为了保证今后图像处理机整机的VPX通用性以及可扩展性,应用VPX总线及结构标准设计并实现了一块信号背板作为整机数据链路硬件载体,并且兼容外购VPX标准PCIe系统板与SRIO处理板。最后,在制板完成后通过多种仪器设备对各板进行了全方位功能及性能测试,以及整机装配联调,测量结果充分验证了动态可重构图像处理机交换功能的实现,并且性能达到参数指标。