本发明公开的一种双精度浮点矩阵运算处理器，矩阵运算处理器包括控制单元接口单元、存储单元及浮点运算单元；控制单元根据运算模式进行选择，通过对浮点运算单元输入输出进行运算和存储控制；接口单元用于与嵌入式处理器交互，对嵌入式处理器发出指令进行响应并回馈状态，获取矩阵运算所需矩阵数据及放回矩阵运算结果至嵌入式处理器指定地址；存储单元包括若干个单口RAM，用于存储矩阵数据；浮点运算单元包括双精度浮点加法模块、双精度浮点乘法模块和双精度浮点倒数运算模块，用于进行矩阵数据运算；本发明采用并行双精度浮点运算提升矩阵运算速度；同时采用不同矩阵运算模式共享运算单元与存储单元，降低矩阵协处理面积与功耗。