传统的电互连片上网络在远距离和大流量的通信条件下，无法满足高带宽、低延时和低功耗的片上通信需求。片上光互连技术具有通信带宽高、功耗小以及延时低等优点，可有效解决电互连片上网络的性能瓶颈。但是，在通信距离较近、数据量较小的情况下，光互连网络的通信优势将无法弥补电控制层带来的额外开销。因此，综合光互连和电互连的优势，研究光电混合片上网络具有重要的意义。　　论文在研究和分析了电互连和光互连片上网络拓扑结构的基础上，基于 Mesh互连拓扑结构，提出了一种光电混合片上网络HOEN，为远距离、大流量数据通信提供快速、低耗的光互连传输链路，同时为小流量及局部通信保留电互连传输路径。为了降低片上网络的硬件和功耗开销，建立了光电接口单元布局的数学模型，基于整数线性规划算法对光电混合拓扑结构进行了优化；基于优化后的HOEN结构，提出了功耗差异的路由算法，通过综合比较分析光链路层和电链路层的传输功耗，选择其中功耗较小路径传输，有效的提高了片上网络的功耗和延时性能；为了提高网络的吞吐率，减少系统的信息拥塞，论文分析了大流信息对网络性能的影响，研究了基于大流预测的路由算法，为大流数据构建快速低耗的光互连通信路径，通过分流策略降低网络的传输延时。　　论文结合现有的光片上网络仿真器DSENT和PhoenixSim并参考大量相关文献，提取了光器件的工作性能参数，将其嵌入Noxim仿真环境，构建了光电混合片上网络仿真平台，以完成对所提出的HOEN拓扑结构的仿真验证。在8×8拓扑规模下网络负荷接近饱和状态时，基于所提出的功耗差异路由算法，HOEN的功耗分别比ENoC与ONoC分别降低了54.4％和10.2%，网络延时分别降低了39.6%和10.9%。