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高质量的随机数对于很多科学应用是极其重要的，其中一个应用甚广的例子就是蒙特卡罗技术，它在生物医学、计算物理学（如空气动力学计算等、粒子输运计算、量子热力学计算）、金融工程学、宏观经济学等众多领域都有十分重要的应用。在蒙特卡罗计算过程中，需要应用到大量随机性优秀的随机数，随机数的随机性取决于随机数的周期与分布性，这是蒙特卡罗计算能够正确进行的关键以及基础，会影响到蒙特卡罗德计算结果是否正确。相对于其他实现随机数生成器的方式，基于FPGA的随机数生成加速器在加速效果、功耗以及成本等很多方面上都具有出色的性能表现，并且符合应用FPGA实现大规模计算的趋势。本文的主要工作就是对面向蒙特卡罗计算的随机数生成FPGA加速器的研究，本文以提高随机数加速器硬件结构的并行性、减少硬件资源消耗、提高随机数加速器的可重构性为研究目标，对随机数生成FPGA加速器的并行化以及可重构性设计进行了深入的研究，主要贡献和创新之处有以下几方面：1、为了提高基于FPGA的随机数加速器硬件结构的并行性，设计并实现了MTPRNG(Mersenne Twister Parallel Random NumberGenerator)硬件结构。MTPRNG硬件结构并行化的实现了MT19937算法，相对于其他基于FPGA的Mersenne Twister算法实现结构，MTPRNG在硬件资源消耗以及硬件资源利用率上具有比较好的性能。2、为了实现可重构的随机数生成FPGA加速器，对Fast-jump-ahead快速跳变算法进行了深入的研究，结合Mersenne Twister算法的自身特点，在软件上实现了针对Mersenne Twister算法的Fast-jump-ahead快速跳变算法的计算过程，用于快速计算随机数子序列。3、为了提高随机数生成FPGA加速器的可重构性，设计并实现了软硬件协同工作的可重构随机数生成FPGA加速器。加速器的硬件部分由若干个MTPRNG并行化硬件结构组成，软件部分采用Fast-jump-ahead快速跳变技术计算出随机数子序列的值，作为初始化数据提供给硬件部分，同时软件部分根据用户需求生成控制信号，来控制硬件部分中若干MTPRNG结构进行组合。相对于其他随机数生成器，这种可重构随机数生成FPGA加速器的设计方法，可实现出任意并行度的随机数生成FPGA加速器，并且在并行度改变时，不需要对硬件结构进行重新的布局布线。4、为了验证本文设计的随机数生成FPGA加速器的性能，本文将可重构随机数生成FPGA加速器应用在实际的蒙特卡罗计算应用中，对π值进行估算。最终得到π值得精度达到99.99%。结果表明本文设计的结构是可以满足蒙特卡罗计算的需要的。