可重构计算系统是在通用计算机和专用ASIC的基础上发展起来的,它利用了可编程逻辑器件的可重构特性,同时具有通用计算机的灵活性和专用ASIC的高效性,是当前计算机系统结构领域的研究热点。部分重构是一种新兴的可重构计算技术,它使得可重构计算系统在重新配置可重构逻辑器件上的部分计算资源时不会影响器件上其余部分的功能,能实现系统资源的分时复用。与早期的可重构计算技术相比,部分重构技术能够进一步提高资源利用率和系统性能。随着半导体技术的进步,当前的可编程逻辑器件的复杂度已经能够在单个可编程器逻辑件内实现整个系统,即片上可编程系统(System-on-a-Programmable-Chip, SOPC)。自重构系统是一类特殊的基于SOPC的嵌入式系统,它在设计时利用可编程逻辑器件的可重构特性将各种逻辑功能配置到器件上构成系统硬件平台,而在系统运行过程时能够利用可重构逻辑器件内嵌的处理器对系统的重构过程进行控制,无需采用传统的板级重构方式,具有更高速和更灵活的重构能力。虽然当前的可编程逻辑器件已经对部分重构和SOPC的设计提供了相当充分的支持,但是基于SOPC的嵌入式系统开发流程却不能够直接为部分自重构系统的设计提供足够的支持。本论文针对上面的问题,在模块化设计方法学的基础上,把传统的基于SOPC的嵌入式开发流程与基于EAPR的部分重构技术相结合,提出了基于SOPC的部分自重构系统的设计方法。主要内容包括:首先介绍了目前可重构计算技术的研究现状和意义,研究和对比了目前流行的各种部分可重构设计方法,将现有的基于SOPC的嵌入式系统开发流程与基于EAPR的部分重构设计方法相结合来设计部分自重构系统,重点研究了在系统设计过程中如何针对系统实现需求进行系统部件选型与设计以及在系统自重构过程中如何解决对内部配置访问端口进行驱动等关键问题。最后以实现部分自重构的FFT系统为例,详细介绍了设计和实现的流程,并且在Xilinx Virtex-II Pro FPGA上做了测试,结果验证了本论文所提设计方法的可行性和有效性以及自重构系统的重构时间优势。