如今,随着大数据和异构计算的不断发展,传统计算架构的性能受到其架构本身工艺、制造等多方面的影响,已经不能满足大数据计算速率和实时性的要求。许多新兴的计算架构,凭借自己独特的系统架构和加速方法,被广泛运用到图像识别,语音识别,大数据分析等各个领域。在这些新型计算架构中,现场可编程阵列有重要的作用,往往能给计算性能带来显著的提升。本文的主要工作是自主搭建硬件架构与操作系统,在此硬件架构上运行分布式系统。系统运行图形渲染程序,渲染一段视频。操作系统内部使用现场可编程阵列对图形渲染程序进行专一化加速。本文实现的系统架构的特点,从系统底层到软件上层都是自主编写和定制,运用现场可编程阵列计算单元进行定制加速计算,软件层采用主/从架构的分布式系统,进行二次加速。本文实现的是完整的系统架构,理论上可以运行合适的数据密集型和大数据计算型的程序。本文使用的样例是图形渲染程序,属于数据密集型程序。本文通过优化程序,统计运行时间,查看运行结果,证明本系统架构能使该程序的运行时间得到显著的减少,计算性能大大提高。本文主要创新点在探寻了一种新的架构,能够将异构加速架构与分布式架构有效结合。通过自主搭建的中央处理器与现场可编程阵列异构加速架构基础上,搭载了分布式系统,在此架构上运行的程序,在满足运行效果基本不变的前提下,运行时间有着显著的降低,运行性能有着显著提高。