由于芯片制造工艺的限制，处理器频率的继续提升遇到了物理瓶颈，多处理器技术被认为是维持片上系统性能增长的有效方法。异构多处理器片上系统(Multi-Processor System-on-Chip, MPSoC)兼顾了系统的通用性与灵活性，受到了工业界和学术界的青睐，已经被广泛应用于移动通信、嵌入式多媒体等领域。对于异构MPSoC来说，其性能的充分发挥依赖于所采用的任务调度算法。高效的调度算法可以缓解处理器数目增加所带来的高能耗、高温度、高成本等问题，能够进一步扩大MPSoC的应用范围。在满足各种约束的前提下对异构MPSoC进行优化调度已经证明是NP难问题。因而，针对异构MPSoC的各种应用需求，寻求不同优化目标下的最佳调度方案，已经成为当今多处理器技术的研究热点和重点。随着可重构技术和MPSoC的发展，出现了包含可重构资源的异构MPSoC，它兼具可重构资源的高效性和MPSoC的灵活性，为系统设计和应用提供了更多的选择。对含有可重构资源的异构MPSoC而言，任务调度时还需要完成软硬件划分，因而进一步增加了问题的复杂度。针对具有可重构功能的异构MPSoC，以充分发挥可重构资源的性能、解决异构MPSoC所面临的能耗和温度问题为出发点，分别开展软硬件优化划分算法、节能调度算法和温度感知调度算法研究。论文的具体工作如下：(1)针对双路软硬件划分的特点，借鉴0/1背包问题的相关算法思想，基于模拟退火算法的全局寻优特性，提出了一种融合贪心算法与模拟退火算法的软硬件划分方法。该方法在研究双路软硬件划分系统结构基础上，首先将软硬件划分问题规约为0/1背包问题，采用贪心算法进行快速初始划分；然后设计一种新的接收准则，根据新解在扰动模型中的位置来计算其接收概率，基于贪心算法的预划分结果，采用改进的模拟退火算法进行全局寻优。由于该算法兼具贪心算法的高效性和模拟退火算法的全局寻优能力，从而避免了模拟退火算法初始划分难以设定的问题，在任务划分质量和算法运行时间方面均取得了较好的效果。仿真实验证明了本文所提算法的有效性。(2)针对异构MPSoC中处理器数目增长所引起的高能耗问题，考虑遗传算法的高效搜索能力，采用动态电压缩放技术，提出了一种新的节能调度算法。该算法首先对遗传算法的选择算子和群体更新机制进行改进，增强了群体的多样性，然后基于改进的遗传算法来确定任务优先级，采用链表调度方法确定任务执行顺序；最后根据任务能量和时间关系，设计了一种新的任务缩放优先级计算方法，基于该优先级进行节能调度。该算法在具备遗传算法的高效搜索能力的同时，弥补了其容易陷入局部最优解的缺陷，并且通过对高能耗任务进行有针对性的缩放，很好地实现系统节能。(3)针对能量密度增长给异构MPSoC所带来的温度提升，考虑漏极功率、供电电压和温度之间的关系，以系统峰值温度最小化为优化目标，提出了一种新的温度感知调度算法。温度升高将直接缩短处理器的生命周期，同时影响系统性能和使用舒适度。本文首先针对异构MPSoC应用推广所面临的温度问题，在温度与供电电压关系的基础上，考虑处理器的漏极功率，建立温度模型；然后根据任务关键路径进行初始调度，在温度模型基础上计算任务的运行温度，运用动态电压缩放技术，通过迭代操作优化系统峰值温度。该算法中所考虑的温度模型更为实际，并且直接对具有峰值温度的任务进行优化，从而能够显著降低系统峰值温度和平均温度。(4)针对本文提出的任务调度算法，在相关嵌入式系统中进行了应用研究。针对湖南省科研条件创新专项“三维荧光光谱仪高性能数学分离关键部件研制”，进行了软硬件划分算法应用研究。该部件的核心是“数学分离”算法，涉及到大量的高维矩阵运算，在嵌入式应用中需要解决复杂计算问题。本文通过分析问题的计算特性，采用通用处理器和可重构资源相结合的方式，进行系统结构设计；然后运用本文提出的软硬件划分方法，对任务进行划分，获得了较好的系统性能。针对国家发改委项目“中国网上教育平台”子项——“移动学习平台”，进行了节能调度算法应用研究。嵌入式移动平台特别关注能耗问题，本文采用具有较好电源管理功能的PXA255芯片进行系统设计，并进行动态电压缩放技术的具体实现。在此基础上，运用本文的节能调度方法，对AVS视频解码任务进行节能调度应用研究。应用结果表明了本文算法的有效性。