多核结构近年来无论在市场上还是在研究领域都占据了绝对的主导地位,天生的线程级并行处理能力是它能够成为焦点的主要原因。在同构多核结构不断被完善改进的同时,异构多核的研究更显得关键。对于特定的应用来说,每个处理器都不相同的异构多核结构无疑是更好的选择:将应用中具有不同特点的部分进行拆分,然后分别放到最适合的处理器上执行,使每个处理器各尽所长,每个部分都得到最好的执行效果。本文的主要贡献就是提出并实现了一种针对特定多线程应用程序的异构多核结构。首先从指令集角度揭示了异构多核结构的本质,然后分析了现行异构多核结构大多不支持操作系统动态调度的缺点,并提出一种通过扩展指令集的方法构建的异构多核结构设计方案,对此方案的结构及工作模式做了详细的论述。此方案构建的异构多核结构支持操作系统的动态调度,而且还兼有同构多核结构的特点。另外,本文还给出了该结构在Tensilica平台上的实现方案。并且将运行Motion Jpeg程序得到的数据与其在其他结构下运行的数据相比较和分析,验证了此异构设计方案的正确性以及高效性。