合成孔径雷达(SAR,Synthetic Aperture Radar)成像技术,是应用较为广泛,技术较为成熟的雷达成像技术。机载、星载SAR已广泛应用到军事领域以及相关科学研究当中,地况监测、地面动目标识别(GMTI,Ground Moving Target Indicator)、灾难监测等领域也都出现了合成孔径雷达的身影。SAR成像算法日趋完善,成像清晰度几乎可以和光学图像达到同一水平。然而SAR成像处理的数据量规模较大,处理过程复杂,传统处理系统难以满足SAR数据处理对实时性的要求。超大规模集成电路的发展使得单芯片具有足够的资源集成多个处理核心,这使得片上多处理器系统得到快速发展,片上多处理器系统通过多个同构或异构处理核心共同计算的方式对计算过程进行并行加速。同时片上多处理器系统可以通过控制数据流实现不同算法,具有较好的灵活性。因此,本文针对SAR成像对实时性的需求,设计开发相适应的异构片上多处理器系统体系架构,通过多核并行计算方式加速SAR成像过程。首先,本文对应用最广泛的距离多普勒算法和调频变标算法计算量与通信需求进行分析。通过分析SAR成像算法特点,发现其各部分数据处理具有高度的一致性,且数据的处理步骤具有严格的顺序,具有并行计算的可能。提出采用异构片上多处理器系统架构进行SAR成像处理,将成像过程中耗时最多的FFT/IFFT、相位相乘处理采用专用处理单元实现并进行流水化和并行化处理,以达到成像过程加速的目的。其次,本文提出由主控制核通过对数据流向、计算核心状态的控制达到对整个成像过程起到监控和控制的作用。主控制核通过对数据流向的控制,使整个系统具有较强的扩展性;对计算核心状态的控制,使计算单元在处理数据过程中减少处于空闲状态的时间,提高计算效率。最后,本文对SAR成像过程中计算量最大的步骤FFT/IFFT进行加速设计,采用流水线型定点FFT加速计算过程。片上多处理器系统采用片上网络结构进行核间数据传输,并通过DMA方式实现数据矩阵转置操作,减小转置耗时。实验结果证明,利用本文所设计结构实现SAR成像,提升了成像速度,增强了核间通信能力,提高了系统的灵活性,降低了开发难度;在误差允许范围内,采用定点FFT计算节省了片上资源、提高了运算速度;且解决了SAR方位向数据处理时需矩阵转置这一问题。