大规模MIMO是5G移动通信的核心技术。由于使用了大规模天线阵列进行复杂时空信号处理和传输,大规模MIMO通信对硬件系统的计算能力提出了苛刻的要求。本课题研究基于粗粒度可重构硬件架构的大规模MIMO信号处理和可重构处理器设计与实现方法。课题通过综合分析研究MIMO信号检测算法和大型矩阵运算算法的计算模型,提出一种异构紧耦合结构的粗粒度可重构计算阵列架构,进行通信算法中计算密集型复矩阵运算和其它控制密集型运算的并行加速;课题还提出一种基于片上分布式存储的可重构存储阵列硬件架构,通过动态配置存储阵列,可实现多计算任务的最优存储空间及访存带宽分配,从而有效地提升系统吞吐率并降低功耗。课题同时还研究可重构计算及存储阵列的快速配置方法和能量域下的负载均衡及资源调度方法。本课题研究成果可满足未来5G无线通讯技术发展的需求,并为我国高端通用处理器的研究进行技术积累。