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随着21世纪纳米时代发展步伐的加快,电子元件工艺特征尺寸不断地缩小,由初期让我们自豪的65nm发展到现如今预测的22nm,集成电路制造工艺的飞速发展推动着单芯片上晶体管集成度的提升。那么,基于总线互联方式的片上系统(System-on-Chip, SoC)已经无法承受复杂的电路系统及其通讯方式,SoC总线架构的互联方式正是其发展的绊脚石。于是,在上个世纪九十年代末期,欧美的一批研究人员将宏观网络的通讯模式移植到芯片上,提出了一个崭新的芯片通讯架构—片上网络(NoC,Network-on-Chip),NoC就能够从通讯架构上解决SoC的发展瓶颈。由此可见,NoC有能力成为继SoC的最佳通讯模式。论文简要介绍了NoC的发展背景、以及国内外研究的情况,概述了相关基础知识。同时,给出了如下两个方面的研究:(1)针对NoC的通讯架构故障问题进行研究。在对NoC的通讯架构做了充分的研究之后,提出了一种拓扑可重构的容错硬件结构。当规则2D-mesh NoC中多个路由器发生故障时,整个拓扑结构变成了不规则的,对后续的路由造成了很大的困难。即便是设计出容错路由算法,路由的效率也会因为拓扑结构的不规则而降低。通过在规则2D-mesh NoC上外加拓扑可重构的硬件结构,将由于多个路由器故障造成的物理上不规则的结构重构成逻辑上规则的拓扑结构,再使用简单的确定性路由算法就可以进行路由通讯了,从而降低了路由的复杂度。(2)基于mesh不规则NoC的路由问题研究。针对实际情况下特殊用途的芯片系统,较大IP核的出现会引起不规则区域的产生,那么提出了一种虚拟拓扑重构的路由方案。首先将不规则拓扑结构虚拟重构为规则结构,即将较大IP核区域视为一个多故障矩形区域,此时整个架构就可视为是一个含有多个集中故障区域的规则mesh结构。针对虚拟重构后的结构,利用设计的路由算法进行路由通讯,可以不使用需通道的情况下有效防止死锁的发生。