片上网络(Network on Chip,NoC)相对于基于总线的通信架构实现了高效的并行通信,但随着网络规模的扩大以及应用复杂度的增加,网络的冲突环境会变得复杂,传统的维序路由方式可能会导致网络某些链路长期处于通信繁忙状态,而另一些链路处于饥饿状态,即负载分布不均衡。长时间负载过大的节点可能会成为网络局部热点,引起稳定性问题。另一方面,当某些链路长期被占用有可能导致网络进入局部拥塞模式,数据流不能及时转发,网络延迟过大。针对以上问题,本文研究一种基于监测机制的负载均衡路由算法,在不增加NoC延迟的前提下实现网络全局的负载均衡。本文主要工作如下:(1)设计实现了一种基于监测机制的负载均衡路由算法。针对传统负载均衡路由算法易陷入局部最优陷阱问题,设计网络监测模块,统计各节点在一定时间窗口内的历史通信量,进行路由路径分配,权衡整个网络的状态,为目标流选择一条从源节点到目的节点全局负载较小的路径。该算法可以实现目标流在传输的过程中避开网络中历史负载较大的节点,而选择历史负载较小的节点进行传输,原NoC通信量最大节点的负载降低了 30%左右。(2)设计实现了一种兼顾延迟优化的负载均衡路由算法。面向特定应用,以延迟和负载线性叠加的和作为综合参数,进行路由路径的选择,为目标流选择一条从源节点到目的节点全局负载较小且能降低延迟的传输路径。该算法能在均衡网络负载的基础上,降低数据传输的延迟,提高网络的性能。与原有NoC平台相比,在流长度和包长度为4的情况下对延迟的优化达56%,在包长度为4,流长度为128的情况下延迟优化19%。在网络冲突流数目为2时延迟优化35%,在冲突流数目为10时延迟优化55%。