随着电子技术的发展和电路工艺技术进一步提高,传统的基于总线结构的通信方式不能满足多核之间通信的要求。片上网络成为一种新的片上通信的设计技术,解决了复杂的多核之间通信的关键问题,使网络获得低时延、低功耗和高吞吐等性能。本文首先对片上网络及其相关概念进行总结与分析,研究了相关技术的优缺点,并针对传统Mesh片上网络的不足,设计并实现一种基于Cmesh的簇型片上网络架构,包括拓扑结构、路由器结构、映射及配置算法等。重点研究了适用于簇片上网络的8×8路由器结构,包括输入输出流控、输入缓存、路由计算、开关分配和交叉开关等模块。在此基础上利用Verilog语言实现了该网络硬件级功能仿真设计。用Synplify综合工具对其综合,通过综合报告对设计的网络进行频率及资源的评估,与传统的Mesh片上网络结构对比,性能有较大的改善。在此基础上,我们设计一种低功耗基于簇的片上网络映射算法,并详细给出了设计拓扑映射算法流程,确定了目标函数,建立了映射优化模型,提出了适用于簇结构的映射算法。结果表明相比传统Mesh拓扑结构,在硬件开销和功耗方面上得到改善。