随着用户对集成电路在高性能和低功耗方面日益攀升的需求,传统单核微处理器已经遭遇发展瓶颈,在同一芯片内部集成多个计算核心的多核处理器因而成为微处理器主流发展趋势。对于多核处理器,各核心之间的通信方式成为制约系统性能表现的一个重要因素。传统总线通信方式已经逼近性能极限,具有高度可扩展性和低功耗优势的片上网络通信方式应运而生。如何提升片上网络通讯效率成为多核技术领域的热门研究方向。本文的研究目的即在于有效提升片上网络的通讯性能。论文主要的工作如下：一、设计和实现了NoC双路寻径路由算法。针对XY维序路由算法只搜索一条通讯路径的不足,提出双路寻径路思想,同时进行二条路径的寻径。论文对双路寻径路由算法的工作原理和应用场景进行了研究,分析了该路由算法的优缺点。最后在基于“包-电路交换”协议的NoC仿真平台上,比较了XY维序路由算法和双路寻径路由算法的性能表现,得出双路寻径路由算法在带宽利用率上有更好表现的结论,其中最大改善程度达34.8%。二、设计和实现了NoC多对多仲裁算法。针对XY维序路由算法同一周期只处理单个输入请求的缺陷,设计一种多对多仲裁算法,能够同一周期处理多路输入请求。论文分析了该技术的优缺点并提出改进方案。通过构造8*8网络设计对比实验,改变消息长度和路由节点作为源节点的概率,比较了带宽利用率和平均路径建立延迟的指标,实验结果表明,多对多仲裁算法能显著提升XY维序路由算法的性能,在带宽利用率和平均路径建立延迟方面的最大改善程度达到66.7%和69.7%。三、设计和实现了NoC多向检测路由算法。针对XY维序路由算法不能掌握相邻节点通讯状态的弊端,多向检测路由算法通过分析相邻节点的通讯状态判断选择空闲路径。论文分析了多向检测算法的工作原理、硬件实现和优缺点,并比较了多向检测路由算法和其它路由算法或技术的不同和联系。实验测试比较了多向检测路由算法和XY维序路由算法的性能指标,结果显示多向检测路由算法带宽利用率和平均包延时最大改善程度达到19.35%和16.37%。