信号处理器作为硬件加速信号处理算法的重要实现，得到越来越广泛的应用。性能的保证需要从指令集定义，结构划分开始，贯穿于整个处理器的前端设计过程，如何在这一个过程中逐步优化结构设计以加速软件算法将是本文讨论的一个重点。随着便携式设备的广泛应用，在保证处理器性能的同时，实现低功耗设计成为现代信号处理器设计中的一个重要问题。降低功耗主要有两个方面，一个从物理上，一个则是从结构上。而层次越高得到的功耗节约效果越明显，因此从结构上考虑低功耗设计将是本文的一个重点。由于处理器设计复杂性随功能的复杂化而增加，在设计过程中合理的进行系统建模，构架仿真环境不但能够加深设计人员对系统的了解，较早得到系统的相关性能数据，而且能够加速后续逻辑设计开发，降低错误发生概率。同时随着深亚微米技术的发展，前端设计与物理设计之间存在互相制约的性质，如何在结构设计过程中就考虑到物理设计问题，也是设计实现过程中的重要方面。本文从软硬协同设计以及逻辑物理协同设计方面提出一些设计的基本原则以及方法。本文的内容被成功应用于一款信号处理器的设计中，并取得令人满意的性能功耗结果。