人们在追求电路系统高性能的同时对其可靠性的要求也越来越高,同时工艺的发展使得电路在各种干扰和噪声条件下更容易出故障,由此也带来了可靠性问题,而对于一些关键领域如兵器工程和航空航天等,可靠性更是至关重要。作为一种全新的设计理念和技术,专用指令集处理器既具有DSP灵活可编程的特点,还具备专用集成电路的高性能优点,且这种处理器很容易扩展为并行结构,因此在特定领域如网络处理、汽车、数字信号处理等领域得到广泛应用。本文主要针对这种处理器的并行结构高可靠性设计方法,进行了以下工作:第一,在深入研究数字信号处理领域应用的基础上,设计并实现了一个面向数字信号处理领域的单周期专用指令集处理器,接着在单周期处理器的基础上,设计并实现了一种基于共享存储器的多指令流多数据流并行处理系统。第二,研究并对比了集成电路高可靠性设计技术的多种经典方案,提出了一种针对本文设计的并行处理系统的可靠性设计方案,该方案将局部冗余、内建自测试、纠错编解码三种技术相结合,为并行处理系统配备两个冗余单元,冗余单元首先将处理单元切换下来,然后处理单元利用内建自测试技术检测自己,如果测试结果有故障,冗余单元变为处理单元执行电路功能,如果测试结果无故障,冗余单元切换下一个处理单元执行类似操作。第三,对本文设计的高可靠性并行处理系统进行了系统测试和分析,首先对系统的正常功能进行了测试,然后运用故障注入技术,对电路注入故障来测试系统的可靠性,给出了系统测试结果并对系统资源占用情况进行了统计,测试结果表明,本文的设计方案大幅提升了系统的可靠性。