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作为超大规模集成电路的典型代表，现场可编程门阵列(Field ProgrammableGate Array，FPGA)表现出了卓越的灵活性。低成本和较短的开发周期促使FPGA不断扩展其应用领域。在SoC发展的大背景下，FPGA系统也将逐渐演变成为集成各种IP核的可重构平台。结合FPGA当前应用领域的扩张趋势和国产化的需求，针对特定应用领域开发性能优化的IP核也已成为FPGA整体发展的一个方向。 所谓IP通常指的是知识产权（Intellectual Property，IP）。参考现有的FPGA产品序列，其所涉及到的IP基本涵盖了现有的各个工业、科研领域，尽管在形式上也可以分为软核、硬核与固核，但是适用于FPGA的IP还应该具有灵活的可编程性、良好的模块化特征、优越的性能、第三方合作特性以及软硬件协同工作等特点。由此，本着提升应用性能，结合国产FPGA芯片研发契机，本文从结构设计的角度研究计算密集型的应用，给出了适用于FPGA芯片的计算密集型可重构FIR滤波器IP核与可用于多标准的低开销DCT IP核。同时，为了满足系统的深度优化需求，筛选出了能够用于FPGA芯片的处理器软核。 基于一种全新的、能够有效降低共有子式重复性的CSD系数分组方法，本文对大量的滤波器系数进行了统计分析。经过分析得到了一些统计观察结论。基于这些观察结论，本文提出了一种名为SCSD的中间粒度可重构FIR滤波器结构。该结构在0.13μm工艺下进行了实现，实现结果表明，针对高阶滤波器，SCSD结构能够在增大工作频率的同时减小可重构FIR滤波器的逻辑资源开销和功耗。 作为最常用的变换，DCT通常表现出较好的能量效率和压缩效率。本文通过对经典的矩阵分解进行深入的分析，总结了运算过程中的共有步骤，基于此，提出了一种资源共享的低开销DCT结构。该结构在0.13μm工艺下进行了综合实现，结果显示，相比于现有的传统结构，所提出的结构在逻辑资源、功耗和工作频率方面分别有76.9％、85.6％和35％的优化。 为了对FPGA-Based SoCs信号处理系统实现深度优化，同时也为了加速FPGA国产化的进程，本文通过对现有开源处理器进行调研总结，本着实用性和稳定性，选出了一些开源处理器，经过和现有的商用FPGA在最新的FPGA器件（StratixⅤ和Virtex-7）上的比较，得出了一些比较数据。通过对实验数据的分析比较，选出适用于FPGA的软核，这些软核具有相应的可编程特点和可优化空间，可以考虑用于国产PPGA信号处理系统的搭建。