随着半导体集成电路的快速发展,片上组件集成度越来越高,总线通信结构已经无法满足芯片设计的需要,为了解决这一问题,片上网络(Network on Chip,NoC)这种新型通信架构被提出。由于NoC的性能高度依赖于实际业务量,因此基于业务量开展的一系列研究具有重要意义。在NoC的自相似业务量特征下,重点研究了 NoC的映射和缓存分配问题。NoC映射结果很大程度上影响着能耗、延时等性能,当前的NoC映射研究几乎没有考虑业务量自相似特性对能耗和延时的影响。为此,在NoC自相似业务量下,从减少通信距离的角度建立能耗模型;另一方面,引入时延因子的概念建立延时模型,从系统负载分布、业务量突发强度和系统无拥塞延时三个方面对延时性能进行优化。本文结合映射问题特点使用改进的NSGAⅡ算法优化能耗和时延因子。通过几组任务流图的仿真实验表明:与传统NSGAⅡ算法、MOGA算法相比,改进算法使得能耗和延时均有明显降低,并且具有良好的收敛性。关于NoC缓存分配问题,在对路由器结构进行分析的基础上,建立一种自相似业务量下的排队延时计算模型,并基于遗传模拟退火算法设计一种缓存分配优化算法,实验表明,该算法能够极大的降低NoC输入通道的平均排队时间。