近年来,随着计算数据量的不断增大,各类计算任务对处理器的性能提出越来越高的要求,而摩尔定律遇到瓶颈,通用处理器的计算能力受到制约,已无法满足应用需求。因此,异构计算成为了业界的研究热点,其中FPGA具有高性能、低功耗等特点,能够与CPU一起构成异构处理平台来实现系统计算性能的提升。然而,以往开发FPGA采用的是低层次的硬件描述语言(HDL),难以提取出线程级并行处理操作,并且需要处理繁琐易错的时序收敛问题,极大地限制了FPGA作为异构处理器的应用和推广。OpenCL作为一种基于C/C++的面向异构计算环境的开放式、免费标准,为FPGA提供了一种全新的开发方法。此方法开发周期短、抽象层次高、可移植性强,弥补了传统开发方式的不足。本文首先针对基于OpenCL的FPGA异构计算平台的系统架构进行研究,基于Arria10 FPGA开发板对系统性能进行评估,提出了BSP(板级支持包)的自定义开发方法,并在Arria10 FPGA开发板上基于OpenCL实现了脉冲压缩算法的并行映射以及优化。然后,基于对Arria10 FPGA开发板的性能评估结果提出了系统架构优化方案,自主设计并实现了2A10＿FPGA处理板,针对该板卡开发了PCIe、DDR4等接口逻辑,并完成了OpenCL BSP的开发。最终,利用优化后的脉冲压缩算法对2A10＿FPGA处理板的BSP进行验证,并对系统性能进行测试分析。经测试分析可以得出,2A10＿FPGA处理板的实测全局存储带宽较开发板取得1.47倍提升。从脉冲压缩算法的执行时间上看,2A10＿FPGA处理板的处理性能相比于A10开发板取得了1.31倍的提升,同时与其它类型处理器进行横向对比发现,Arria10FPGA相比于DSP C6678最大能够取得40倍性能提升,证明了基于OpenCL的FPGA异构计算平台能够有效提升系统的处理能力。