根据国际技术路标半导体预测:2010年时芯片集成度将达到数十亿晶体管,特征尺寸45nm,时钟频率将达到10GHz,一颗芯片内的IP核数目可达到1000以上。传统互连结构片上总线(On-Chip-Bus)OCB已经不能满足多核中各IP之间的通信要求,新型的多核芯片互连结构Network-on-Chip(NoC)已经成为当前国际多核芯片研究领域的新热点。NoC技术的核心思想是将计算机网络技术移植到芯片设计中以解决多核芯片的互连通信问题。本文首先介绍了片上网络产生的背景,详细描述了片上网络设计方法学,并比较片上网络和片上系统的特点。对一些NoC相关重要技术进行了研究与分析,其中包括:片上网络模拟器的关键技术研究和框架的设计、低延迟NoC路由器设计、通信局部性对NoC性能的影响和通过配置长连线来提高片上网络的性能。本文着重研究了片上网络模拟器关键技术、整体框架和模拟器的设计,提出了基于信用值和轮转法结合的仲裁策略。经过模拟,仿真结果表明该策略能有效的提高片上网络的性能。同时研究了虚信道数目、单目标热点、双目标热点对片上网络性能的影响。本文提出以球形局部性研究通信局部性对NoC性能的影响。在NoC中,通信紧密的结点相互靠近,通信方式是不同程度的区域化。同时针对长距离的通信结点,提出用长连线机制来提高片上网络的性能。仿真结果表明增大球形局部性因子和引入长连线配置,都可以明显提高片上网络的性能。