专用指令集处理器(Application Specific Instruction Set Processor,ASIP)的设计在获得较高性能的同时还具备一定的灵活性,这给嵌入式系统设计提供了一种新的可行方法。定制指令作为ASIP设计中的关键技术直接影响着整个系统的性能。其中一项重要的工作是进行定制指令映射,即在目标应用程序中识别出与定制指令相匹配的部分以及为ASIP处理器选择最优的匹配子图集合实现指令覆盖。然而,随着目标应用变得越来越复杂,匹配过程将耗费大量时间,使得ASIP处理器中映射效率降低。此外,传统定制指令映射方法没有考虑匹配子图之间的重叠和映射安全性问题,导致ASIP处理器的加速性能受到限制且计算结果也不可靠。针对这些问题,本文主要完成了以下工作:提出了一种基于控制数据流程图(Control Data Flow Graph,CDFG)和定制指令结构特征的有效匹配算法。该算法引入CDFG来保证匹配子图符合程序的执行逻辑,通过对CDFG中的基本块进行划分和依据结点的输入输出个数对定制指令进行分类以减少匹配搜索空间。实验结果表明,相比传统方法,该算法具有较短的匹配时间。提出了基于最大带权独立集模型的定制指令覆盖方法。该方法建立了安全检查机制确保匹配子图能真正地在ASIP处理器上运行,有效地降低了映射混乱现象,且在面积设计约束下充分利用重叠的子图来提高ASIP处理器的计算能力。实验结果验证了安全性检查的必要性,与不允许重叠子图存在的直接覆盖方法相比,最大带权独立集模型能获得更好的加速性能。完成了定制指令映射的整个设计流程。该流程实现了以应用的C/C++源程序和定制指令为输入,使得加到ASIP处理器中的匹配子图集合是性能最优的,且保证了该子图集合在代码生成阶段的安全性。