嵌入式系统设计的目标就是设计出成本低、效率高、功耗低的可用系统，由于嵌入式系统与生俱来的复杂、专一等特性，按照以往的传统嵌入式系统设计方法，已经很难进一步更深入的满足这一目标的要求，于是一些学者和专家提出了一种比较高效的嵌入式系统的设计方法，就是软硬件协同设计。软硬件协同设计的提出在嵌入式系统界产生了很大反响，很多学者和专家根据自己对这一设计理念的理解，研究提出了很多适合软硬件协同设计这一概念的嵌入式系统设计的方法与具体设计部分，基本上包括系统建模、软硬件划分、软硬件综合、系统平台仿真这几个步骤。本文主要研究探讨了嵌入式系统设计中软硬件协同设计的理念以及使用Ptolemy II平台去完成软硬件系统设计中系统建模与仿真的工作，并以图像压缩处理为实例，研究嵌入式系统建模与仿真技术。首先，研究了面向角色的层次异构系统建模仿真平台PtolemyII，探讨了系统级建模、面向角色建模以及与PtolemyII平台相关的概念；然后，以JPEG图像处理系统为实例来验证使用PtolemyII平台进行系统建模与仿真的正确可行性，针对PtolemyII平台的角色库并不能满足所建系统角色需求的问题，剖析角色的元素构成和元素含义，归纳总结出一套通用的扩展角色的方法，接下来，利用此方法，设计实现出所有JPEG编解码角色，其中包括图像分割读取、FDCT、量化扫面、编码、解码、反量化逆扫描、IDCT、图像还原等角色，实现了JPEG图像的编解码系统模型，通过对系统模型执行结果以及参数的分析，表明该系统已经基本达到了预期的要求，体现了系统建模设计工作的正确性，系统的可行性，对下一步的工作起到了指导的作用。