伴随着半导体芯片集成工艺的飞速发展,片上系统的研究成果在工业各个领域被广泛的应用。但由于其总线互连结构的局限性,片上网络的概念被研究学者提出来了,国内外众多研究机构也纷纷对这种分布式体系结构进行研究,并且在对芯片面积、功耗消费、网络时延以及吞吐量等方面有特殊需要时的情况下,提出了各式各样的结构模型。本文以多通道专用拓扑网络为基础,以提高网络性能服务质量为目标,对片上网络的关键模块(拓扑网络、死锁避免、缓冲、路由算法、数据拥塞)进行详细的研究。本文先是分析了NoC的国内外研究现状,并对其组成部分、常见的拓扑网络结构、数据交换技术、路由算法、死锁活锁和拓扑网络性能参数等基础理论知识进行阐述,同时也对相关的QoS基础知识进行讲解。本文的数据交换技术是采用包交换技术,路由算法采用XY确定性路由算法,数据包采用交叉阵列开关并行转发,缓存采用虚拟通道技术和FIFO技术。然后提出了改进的多通道专用拓扑网络结构。改进后具有设计简单容易实现、网络直径少、功耗低、数据通路多等优点。具体分析其工作原理和各个组成模块的微电路实现,在此基础上引用弹性缓冲进行流量控制,避免数据拥塞和死锁现象产生。通过弹性缓冲以及虚拟通道的结合运用,业务流能够利用逃跑转发机制避免拥塞,可以进行流量控制而且保证对低优先级数据包的服务质量保证。把每个路由节点中保证QoS的功能部件抽取出来放到共享区域,使高优先级业务流和紧急突发业务流数据包直接转发到共享区域里,得到充足资源后马上转发到目的路由节点,从而达到有效节省硬件消耗和缩小时延的目的。因此通过新型拓扑网络结构、弹性缓冲以及共享区域等关键技术使整个网络达到最佳的QoS性能。最后采用Model sim信号模拟仿真软件对MECS拓扑网络结构微电路进行数据信号模拟,通过NS2网络仿真软件对QoS片上网络的吞吐量、丢失包和网络延迟等性能参数进行仿真,把所得的结果与传统的2Dmesh和Ring进行对比,并用Gnuplot绘制图表。模拟仿真结果发现,本文提出的结构比2Dmesh和Ring具有更大的吞吐量、丢失包较少、平均时延小等优势,缺点是整个体系结构设计复杂度大、物理布线实现难度较高。因此本结构更适用于实时性,交互性的芯片结构。