为了满足日益增长的计算需求,处理器从单核到多核乃至众核的趋势越来越明显。片上网络由于其能够提供高带宽的通信且具有良好的可扩展性,已经成为多核系统中主流的互连方式。随着片上网络规模不断扩大以及核间通信流量不断增加,片上网络拥塞变得越来越严重。由于片上网络在芯片内部互连不同系统组件,它对实现代价和网络性能的要求很高,适用于传统计算机网络的拥塞控制和拥塞避免策略不能直接应用在片上网络中。现阶段针对片上网络的拥塞解决方案主要是在网络层面改进路由器结构或者路由算法。也有部分方案在应用层面利用应用映射算法降低网络拥塞,但是很少有研究者将这两者有机地结合起来。本文采用跨层设计思想,利用网络层面提供的信息,通过应用映射算法均衡网络流量并主动避免可能出现的拥塞,从而有效地降低了网络拥塞。首先,本文提出一种网络拥塞评估方法。该方法利用应用信息和系统运行状态,并结合路由算法获得的包传输路径,计算评估通信流拥塞状况的拥塞系数。该系数与通信流相互干扰的通信流条数直接相关,同时评估存在于应用内和应用间的拥塞。另外本文利用所有通信流拥塞系数的均值来评估应用映射算法的防拥塞性能,仿真结果表明拥塞系数和网络拥塞情况呈现很好的相关性。然后,本文在拥塞系数的基础上提出一种主动拥塞避免的应用映射算法,该算法有效地降低了网络拥塞和平均包延时。在应用映射前的任务排序期间,该算法提出“亲和度列表”的概念,为每一个任务附加亲和度列表,帮助其选择更好的映射位置。在任务映射期间,该算法利用前文提出的拥塞系数主动避免可能出现的拥塞,并利用本文提出的“增益函数”平衡了拥塞避免和距离增加之间的矛盾,使搜索范围大幅度降低。最后,本文设计并实现了一个适用于多核系统网络行为研究的多核系统仿真器,该仿真器为处理器建立行为级的任务执行模型,并集成已有的时钟周期精度级别的仿真器仿真网络行为,通过这样粗粒度与细粒度相结合的仿真方式,本文设计的仿真器具有仿真速度快、仿真结果精确的特点。通过该仿真器评估本文提出的应用映射算法。在使用XY路由算法时,该映射算法和现有算法相比,平均包延迟降低了10.1%,平均曼哈顿距离降低了5.0%。在使用DyXY路由算法时,本文提出的映射算法比现有算法降低了8.2%的平均包延迟,4.4%的平均曼哈顿距离。