随着晶体管工艺的发展，系统集成度越来越高，单个芯片上可集成的IP核越来越多，对片上系统的性能要求也越来越高。片上网络借鉴网络的思想突破了传统总线互连方式的瓶颈，从而成为目前片上系统领域的研究热点。面向应用片上网络可以根据IP核间的通信关系、尺寸以及不同应用的系统性能要求等信息，设计出不同的片上网络系统。映射是片上网络设计的一项关键技术，其三大要素为确定拓扑结构，建立映射模型以及设计映射优化算法。面向应用片上网络映射通过确定每个IP核在拓扑结构中的位置，以满足不同应用的性能需求，同时降低系统开销。本文首先总结了片上网络的研究背景和发展现状，并对面向应用片上网络映射问题进行了重点研究。接着，介绍了面向应用片上网络的映射优化流程，并对目前常用的映射求解算法以及面向应用片上网络映射优化的研究进展进行总结。基于可重配置EMesh拓扑结构，针对拓扑中多个本地IP核以及相邻几个路由器可能竞争同一个输出端口的问题，建立一个以低能耗、低通信开销和低竞争为目标的片上网络映射优化模型，并设计一种高效的启发式算法来实现IP核到EMesh中网络节点的映射。然后，基于纤毛Mesh拓扑结构的特点，并考虑到三维拓扑结构中易出现热点问题，建立一个以温度和网络竞争为优化目标、以能耗为约束条件的多目标映射优化模型，并提出一种基于簇思想的映射策略。首先对IP核集和网络节点集进行分簇，之后采用经典遗传算法对簇进行映射。最后，搭建基于Microsoft Visual C++的片上网络映射平台，该平台可以实现对多目标映射算法的性能验证与评估。仿真结果表明，与已有映射算法相比，提出的两种映射优化算法得到的最优映射方案均具有良好的网络竞争性能，同时保证系统开销较低。