合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar，SAR)实时成像是距离向与方位向二维匹配滤波过程，可实现全天时、全天候、大面积对地观察和高分辨率成像，在军事、经济和环境等领域有重要应用价值。SAR实时成像数据规模大、计算复杂、处理精度要求高，片上可编程系统(System on a Programmable Chip，SoPC)是基于可编程逻辑器件(Programmable Logic Device，PLD)的SoC，是SAR实时成像系统研究的重要方向。平台是一个软硬件集成的结构，基于平台的设计(Platform-Based Design，PBD)是SoPC的重要设计方法，软硬件协同设计(Hardware-Software Co-design)为其核心技术之一。 本文围绕基于Chirp Scaling算法的SAR实时成像的具体应用，系统地研究了基于平台的SAR实时成像SoPC的软硬件协同设计与实现，对系统模型、平台设计、算法模拟与原型仿真、系统实现、性能优化以及系统评测等相关内容进行了深入的研究： 结合基于平台的SoPC系统的特点，提出了一种多约束处理流图模型(Multi-Constrain Process Graph Model，MCPGM)。增加了虚拟处理节点，用于描述实际应用中软件和硬件实现之间切换所需的通信开销；增加设计余量约束，提供了面向平台应用的设计余量分析；研究了MCPGM的软硬件划分问题。MCPGM具有较强的平台描述能力，适合基于平台的SoPC系统建模。 设计并实现了一种高性能的片内多总线结构的SoPC(Multi-Bus SoPC，MBSoPC)，应用MBSoPC实现了SAR实时成像。设计实现了高效的异步总线桥，该桥采用高速异步FIFO实现了数据快速突发传输。研究了可验证设计(DFV)方法，包括DFV状态机、对关联状态机之间设置状态同步点、设计影子寄存器实现不同存储空间的数据映射。DFV设计有效地验证了基于平台的系统设计，显著降低了验证复杂度，提高了验证效率。MBSoPC支持输入和输出并行，实现了高性能的数字信号处理，具有良好的扩展性。实际测试数据表明，片内三PLB总线结构SoPC，在相同的时钟频率条件下，处理性能是单PLB总线结构SoPC的两倍。 基于片内三PLB总线结构的SoPC实现了SAR实时成像Chirp Scaling系统，采用流水线和并行计算技术提高了成像性能。SAR实时成像SoPC系统采用了软硬件协同实现，其中固件实现系统的控制功能，软件完成因子预处理计算，硬件完成实时处理。研究了基于MPI的机群并行算法和性能优化，为SAR实时成像SoPC系统建立了算法设计、系统仿真和成像质量评测体系。详细讨论了SAR实时成像SoPC系统的主要功能单元设计、控制测试子系统以及片上计算流程等。