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自适应光学技术是一种以校正较快变化像差的技术，应用在高分辨率成像、高质量的激光能量传输和大气光通信等领域中，用于实时探测并补偿由大气湍流引起的动态波前扰动。基于自适应光学技术的自适应光学系统补偿动态扰动的能力并不是无止尽的，而与引起动态扰动的大气湍流的特性有关。为了提高自适应光学系统对人气湍流引起的动态波前扰动的补偿能力，需要对自适应光学系统实际的性能进行系统的分析，从而研究出有效的提高途径。本文以自适应光学系统的性能为核心研究内容，从大气湍流参数的实时测量和自适应光学系统性能的在线评价两个方向来展开研究。 比较了多种大气湍流的探测技术和自适应光学系统性能指标的实现技术，对基于自适应光学系统闭环数据的大气湍流参数的实时测量技术和基于近场的自适应光学性能指标的在线实现技术进行了深入的研究，对算泫的数据量、运算量和实时性要求进行了分析。为了满足运算速度和实时性的需求，介绍了大规模的并行处理技术，将并行处理技术与具体的算法相结合，利用时间重叠、资源重复和资源共享等并行处理途径充分提取和挖掘算法内在的并行性，实现算法的并行性设计。 结合处理平台的特性和算法任务的不同特点，提出了基于FPGA+双DSP的处理机结构，将处理机的作业任务分别映射到不同的处理单元，设计并实现了一种基于多指令流多数据流(MIMD)结构的并行处理机，实现了基于自适应光学系统的大气湍流参数的实时计算和基于近场的自适应光学系统性能指标的在线评价的算法映射。 将FPGA作为协处理器，加速计算密集部分，实现结构规整、实时性要求较高的计算，将DSP作为主处理器，实现运算复杂、类型多变的信号处理算法，承担绝大多数运算。从算法级、系统级和语言级方面对程序进行了优化，提高DSP的处理性能。采用异步流水线的方式，结合中断技术和查询技术协调了处理器之问速度不匹配的问题。基于TCP协议，采用Ethernet的传输方式实现了处理机与上位机之间的数据通讯。基于FPGA+双DSP结构的处理机，具有较高的实时性和很强的数据处理能力，很高的计算精度，很强的通用性和可扩展性，具备广阔的应用前景。 将研制的处理机应用在127单元自适应光学系统中，以实际天文恒星为探测目标进行了外场实验，在国内首次成功实现了与自适应光学系统同目标、同路径下的大气湍流参数的实时测量，同时在线实现了自适应光学系统性能指标的计算，取得了较好的实验结果。实验结果表明该处理机可以用于大气湍流参数的实时测量和自适应光学系统性能的在线评价。 本文的研究成果对提高自适应光学系统对大气湍流引起的动态扰动的补偿能力提供了基础，对基于自适应光学系统的大气湍流参数实时测量及自适应光学系统性能的在线评价具有一定的理论意义和工程应用价值。