随着基于可重配置计算技术的FPGA器件等的快速发展和普遍使用，一些计算密集型任务可以在FPGA上灵活的实现并执行，硬件任务作为一个和软件任务等同的概念出现在系统设计中，使传统的软硬件协同设计领域发生了重大变革。 CPU/FPGA混合系统是一个既支持软件任务又支持硬件任务的系统平台。本文详细介绍了构建的CPU/FPGA混合原型系统，设计了系统的解决方案，并进行了方案的比较和选择，描述了构建系统所使用的关键技术和实现机制，对构建的原型系统进行了一系列的性能试验。通过对原型系统的构建，验证了技术方案的可行性，为今后系统的研究和设计打下了坚实的基础并积累了大量的实践经验，更为重要的是，原型系统为支持软硬件协同调度的操作系统研究创造了根本的实验环境。 支持软硬件协同调度的操作系统是当今可重配置计算领域最为活跃的研究课题之一。在操作系统的级别同时支持软件任务和硬件任务管理带来了很多新的理论挑战。硬件任务在传统操作系统的时间管理下又引入了空间管理的问题。本文研究了软硬件协同调度操作系统中调度器和放置器的基本算法，解决了1D区域模型下的调度问题，对2D区域模型也给出了优化的放置策略。在1D模型中，通过基于平均碎片度的放置策略和R列表重排算法改进了原有的1D Stuffing调度算法；在2D模型中，提出了新颖的扫描线算法以便查找并维护区域中的极大空矩形，也给出了利用平均碎片度优化的放置策略，提高了调度器对硬件任务的接受率。 本文在最后还给出了未来实现软硬件协同调度操作系统应遵循的基本步骤和方法，同时也指出了与可重配置系统相关的理论研究热点，对理论研究的前景也进行了展望。