Το αντικείμενο αυτής της διδακτορικής διατριβής είναι η ανάπτυξη πολυεπεξεργαστικών συστημάτων για υλοποίηση εφαρμογών. Ο βασικός στόχος της διατριβής είναι ο εντοπισμός του βέλτιστου ετερογενούς πολυεπεξεργαστικού συστήματος για την υλοποίηση κάθε συγκεκριμένης εφαρμογής. Ο στόχος αυτός επιτυγχάνεται μέσω δύο διαφορετικών προσεγγίσεων: α) διατύπωση ενός θεωρητικού μοντέλου που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη βελτιστοποίηση κάθε συστήματος σύμφωνα με τις απαιτήσεις κάθε εφαρμογής και β) ευθεία αντιμετώπιση του προβλήματος με ανεύρεση της βέλτιστης αρχιτεκτονικής για δύο χαρακτηριστικές εφαρμογές υψηλών απαιτήσεων με ανελαστικές προδιαγραφές απόκρισης σε πραγματικό χρόνο. Το θεωρητικό μοντέλο που αναπτύχθηκε στηρίζεται στο Γραμμικό Προγραμματισμό Ακεραίων και μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να εντοπίσει τη βέλτιστη αρχιτεκτονική αλλά και τη βέλτιστη ανάθεση εργασιών σε κάθε επεξεργαστική μονάδα για κάθε εφαρμογή και συγκεκριμένη πλατφόρμα υλοποίησης. Η πρώτη εφαρμογή που χρησιμοποιήθηκε για την υλοποίηση ενός λειτουργικού πολυεπεξεργστικού συστήματος είναι ένα σύστημα μηχανικής όρασης με απαιτήσεις απόκρισης σε πραγματικό χρόνο για την ανίχνευση ροών σε μικρορροϊκά Lab-on-Chip. Το σύστημα έχει σχεδιαστεί για να ακολουθεί κάμερα με ταχύτητα 60 καρέ το δευτερόλεπτο και ανάλυση 1 Mpixel. Η δεύτερη εφαρμογή που χρησιμοποιήθηκε είναι μια υλοποίηση ενός δισδιάστατου αλγορίθμου συσταδοποίησης εικονοστοιχείων (2D pixel clustering) υψηλών απαιτήσεων. Η υλοποίηση αυτή αρχικά σχεδιάστηκε για τον επεξεργαστή Fast TracKer του ATLAS, μία αναβάθμιση του συστήματος δειγματοληψίας του ανιχνευτή ATLAS.