通过在单个芯片上集成成千上万个简单处理核来获得高性能和高吞吐量,已成为目前计算机体系结构研究的热点。虽然众核芯片上的单个简单处理核不具备复杂控制逻辑,在开发指令级并行方面存在很多难点,但是同一芯片上的众多简单处理核协同工作能获得复杂多核所不能获得的指令级并行度。本文通过对流行的计算机体系结构进行了详细分析,针对其在并行计算开发方面的难点,深入研究了众核多态阵列处理器--PAAG(Polymorphic Array Architecture for Graphics and image processing)在并行计算方面的特性,通过结合线程级并行、数据级并行以及指令级并行等多种并行计算模式来挖掘程序中的并行性。本文以具有广泛应用的图像处理为主要研究对象,通过对常用的图像处理算法进行深入研究和分类,挖掘其中的并行处理共性,并以PAAG为硬件开发平台,充分挖掘图像处理领域中大规模并行计算的能力,从时空满载的目标角度来使计算任务最大并行化,以此充分利用众核上的硬件资源,使图像处理程序在多态阵列处理器中获得尽可能高的加速比。本文最后推导了PAAG阵列处理器在图像处理算法中的加速比计算公式,通过实验数据说明了众核PAAG阵列处理器在并行计算方面所具有的优势,并总结出在众核PAAG阵列处理器中进行深度并行计算的方法。