数字信号处理器是一种专门用于数字信号处理的处理器,是数字信号处理的关键技术。目前DSP在通信领域、消费电子、工业控制、军事以及航天等领域都得到广泛的应用,这些领域技术的不断发展也对DSP的性能提出越来越高的要求。高性能DSP的研制对推动这些领域技术的进步有着重要的影响。YHFT-DX是国防科技大学设计的一款高性能定点32位DSP。采用VLIW结构,类RISC指令集,8个功能部件共享32个通用寄存器,最多可以同时发射8条32位并行指令,600MHz主频,峰值运算速度为4800MIPS,并且在片内集成了丰富的外设资源。本文深入研究YHFT-DX流水线优化与设计技术,优化设计主要针对以下两个方向展开:如何提高代码密度、以及如何降低存储器阻塞导致的流水线停顿。提高代码密度不仅能降低对存储资源的需求,还可以减少由于cache失效带来的访问带宽,从而提高CPU性能和降低系统总线的功耗。本文提出跨边界派发和变长指令集两项技术用于提高代码密度,指令压缩率分别达到15%和30%。跨边界派发技术使得执行包可以跨指令包的边界派发,有效地消除了指令包中的“气泡”。而变长指令集技术支持16位和32位混合编译的指令包,通过16位指令替代32位指令来降低程序体积。本文对这两项技术进行了详细的分析,完成了该技术在YHFT-DX上的硬件设计和验证。YHFT-DX的指令控制部件的关键在于向运算部件源源不断地输送高密度高并行度的指令流。本课题研究并实现了取指部件的指令预取机制,显著提高了指令流水线的运行效率,对于标准测试程序的总执行时间比没有预取时缩短了5%。最后本文对YHFT-DX验证系统的构建和完善做出许多有意义的研究工作,将断言技术应用到YHFT-DX的验证系统中,有效地提高了验证的效率。对FPGA原型验证和大规模设计的FPGA实现技术进行了深入研究,基于HAPS-54开发板为YHFT-DX设计出一套完整的验证系统。