中文摘要：

针对片上网络通信可靠性设计问题，从解决数据传输中的瞬时故障和永久性故障两个层次，并结合功耗设计约束，重点研究了适用于NoC的低功耗容错机制及其实现方式。课题根据容错NoC系统组成模块的通信特征，采用多元线性回归法建立了功耗与数据注入率、翻转率的关系，提出了一种基于宏模型的容错片上网络体系结构级功耗建模方法，有效提高了评估效率。结合NoC数据传输中的故障模型，提出了一种防串扰编码与差错控制编码的联合编码及低功耗检错重传方案，降低了串扰对传输链路的影响，实现了系统瞬时故障的检测和恢复。从全局通信管理的角度出发，提出了一种基于网络监控器的动态路由机制DyRS-NM，该机制基于网络监控器获取的全局网络实时状态信息，检测和定位NoC中的拥塞和故障链路，采用重传方式避免瞬时故障，通过重新路由计算绕开拥塞和永久性故障。综合上述全局可控的低功耗容错机制研究，实现了高性能高可靠性的NoC体系结构。在此基础上，将低功耗容错机制研究从二维拓扑拓展到三维，提出了应用于三维拓扑的系统级延时与功耗评估模型，并依据该模型提出了一种延时与功耗优化的三维拓扑结构及其自适应路由算法，提高了系统高注入率情况下的吞吐量。