对于愈发快速的、愈高吞吐量的实时信号处理而言,并行处理势在必行,多核处理器的发展以及实时系操作系统的不断优化,使得多核框架多线程并行运算下的实时信号处理具有很高的性能。本文主要从功能线程性能优化、内存优化分配以及线程优化调度三个方面对并行程序进行了优化,以提升实时信号处理性能。本文首先简要介绍了实时信号处理的任务需求与具体处理流程,详细介绍并分析信号处理的主要功能模块,提取出其中拥有较大运算量的矩阵运算、傅里叶变换等典型数据处理环节,对这些处理环节进行了理论性能分析、提出优化方案。接着优化实时信号处理各功能模块并对其实现了线程化:对各数据处理环节进行方案性能优化与MKL函数库的优化;对两方案进行性能测试评估并选择性能较好的方案优化各功能模块;根据各模块耗时、吞吐量与相互关系重新分配、组合各模块,并将模块线程化。然后给出了线程间内存使用的优化:重点分析了线程加锁的各种实现方案,根据多线程共享内存的特点,选择性能更优的锁,从而解决了线程安全问题:对共享内存使用预分配来提高线程的运算性能;通过循环队列优化共享内存的预分配进一步优化内存管理,实现高质量的多线程并行运行。最后给出了线程间线程调度的改进:基于NUMA架构,使用线程绑核进一步提升实时信号处理性能;根据任务对系统负载的需求,使用基于调度域的静态调度与基于固定阈值法的动态线程迁移对系统进行负载平衡;对整个多线程程序进行优化前后在耗时与吞吐量方面的性能优化测试与对比评估。通过对优化前后的程序对随机生成的数据信号进行处理的运行测试,其测试结果表明,本文对实时信号处理程序的优化研制满足了高吞吐、高速的实时信号处理任务需求,基于多核框架的多线程并行方案能够高效的实现实时信号处理。