In dit proefschrift behandelen we twee grote problemen tijdens de ontwerpcyclus van ingebedde microprocessors die te wijten zijn aan de trage simulatiesnelheid van microarchitecturale simulators. Ten eerste introduceren we een analytisch prestatiemodel dat snelle en nauwkeurige prestatieschattingen kan maken voor een brede familie van microprocessors, in het beginstadium van de ontwerpcyclus. De constructie van het model is gebaseerd op de interne werking van microprocessors, en resulteert in een som van termen die de uitvoeringstijd op een verschillende manier beïnvloeden. Het voordeel om de totale prestatie onder te verdelen in aparte termen is dat op die manier de interactie van een programma met de microarchitectuur gevisualiseerd kan worden. Ten tweede bestuderen we de impact van de programma-invoerbestanden, gebruikt tijdens de ontwerpcyclus, op de microarchitecturale ontwerpkeuzes. Omwille van de potentieel sterk negatieve impact van slecht gekozen programma-invoerbestanden introduceren we drie verschillende karakterisatietechnieken om de kans op een nadelige energie-efficiëntie in te perken. Met deze technieken vinden we representatieve invoerbestanden die tot een ontwerp leiden met nagenoeg de hoogste energie-efficiëntie. In het bijzonder gebeurt de programma-invoerkarakterisatie door het wegfilteren van niet-representatieve invoerbestanden, het gebruik van simulatiestatistieken en het code-verloop van programma’s.