处理器和存储器是计算机设计的两大领域,这两个领域分别代表了计算和数据。传统的计算机体系结构设计的重心在于处理器,过去的几十年里针对处理器的优化也获得了显著的效果。但是由于应用场景的改变,近年来,计算机需处理的数据量越来越大,相比于计算,数据的存取占了越来越高的比重,现有的存储结构造成的存取延迟问题也越来越严重,频繁地数据存取所消耗的功耗也难以忽视。计算存储一体的体系结构将计算单元集成在存储器中,实现了在数据处直接计算的功能。相对于传统体系结构,这种结构大大缩短了数据存取的距离,缩短了延时减小了功耗。在这种体系结构中,计算中心通过3D封装的方式集成到存储器中,由于3D封装对于热性能要求较高,需要对计算中心的功耗进行严格限制。同时,该结构的设计初衷为进一步提高计算机的性能,所以作为大数据处理模块,对计算中心的性能要求更高。针对这种需求,本文设计了一款适合用作计算存储一体结构计算中心的处理器。该处理器主体是基于ARM指令集的通用处理器,具有高性能而又不失通用性,该处理器以较为简单的流水线结构实现了较高的指令级并行。同时,本文使用该处理器作为计算中心设计了一种计算存储一体的结构,并将该结构的两部分分别在两块FPGA开发板上实现,通过板间互连实现两部分的通信。通过对处理器的FPGA仿真测试,证明了该处理器可以有效地提高性能。通过对计算存储一体结构的FPGA仿真测试,证明了该结构的有效性。在模拟器平台使用等不同数据相关性的程序对该结构仿真测试,并将仿真结果与传统计算结构对比,性能提高约60%,功耗降低约95%,充分证明了该处理器核十分适用于这种计算存储一体的结构。