如今信息技术飞速发展的情况下，嵌入式技术在移动设备中的应用越来越广泛。Java因具有诸多优良特点，已经成为一种在网络上广泛应用的网络编程语言，在嵌入式系统中也越来越重要。但是传统Java程序只能在Java虚拟机上执行，这样，给Java程序的运行带来了一些不足之处，大大限制了系统的性能。面对这种现状，Java程序设计已经从JVM转移到硬件Java处理器上。而且，目前多核处理器技术也在飞速发展，特别是异构多核处理器因为本身集成专用处理器核也开始得到重视。综合以上，采用异构多核处理器的方式，在通用处理器核上集成专用Java处理器核，提高了系统系能。对于多核处理器的系统开发而言，架构的提出一直具有巨大的挑战。在设计多核处理器过程中，直接在硬件开发板上开发系统，这样会造成较大的研究成本。于是出现了各种硬件仿真器，以建模仿真的方式来完成系统架构的设计与实验验证。本课题对于多核处理器的仿真，选取的基于时钟周期精确的仿真器SoCLib。SoCLib系统仿真平台是基于基本模块，提供了各类仿真处理器核、互连单元、Cache模块等，用户可以根据自己需求选择模块来搭建系统。本文在SoCLib系统仿真平台上，结合当今片上多核处理器技术的发展，首先提出了基于SoCLib的同构多核系统架构。然后，设计出基于片上互连网络的SPARC核加多JOP核的异构多核处理器结构，目的是在SoCLib系统仿真平台上建模实现它。本文在实现时，设计了基于SoCLib的JOP处理器核模型，并研究了其他模块的设计与实现方案，在模块的实现过程中，利用如今广受欢迎的SystemC建模语言。最后，本文对设计出来的同构多核处理器结构进行了功能测试，利用MJPEG解码程序，实现多线程程序设计。对集成JOP处理核的异构多核处理器进行测试，分析Java程序在硬件Java处理器上运行的优势。从而验证了多核处理器的正确性。