受IC性能要求不断提高的需求驱动，半导体技术飞速发展，电子系统进一步小型化，性能不断提高，越来越需要使用三维集成方案来提高集成度，硅通孔（TSV）是三维集成电路中堆叠芯片实现互连的一种新技术解决方案。TSV是通过在芯片和芯片之间、晶圆和晶圆之间制作垂直导通，实现芯片之间互连的最新技术。　　本文通过研究3D NOC的基本原理及其常见架构，比较了现有结构的优缺点，并在此基础上进行设计。简要介绍了TSV的发展和使用情况，提出了TSV目前所面临的实际应用难题。论述了总线通信方式并详细介绍了主流总线仲裁方式，选取确定了3D NOC系统中所采用的总线。列举了片上压缩所采用的主要方法，通过大量实际程序进行测试，确定了合适的压缩参数。使用SystemC对系统进行建模和测试，并说明了实现方式及特点。　　针对3D NOC架构中硅通孔（TSV）数量过多会占用过多面积及成品率下降严重的问题，提出了一种3D NOC TSV通孔数压缩方案。通过对需要传输的数据进行压缩，减小数据宽度和数据量，从而减小了TSV的数量需求。通过采用分布式仲裁总线、自适应路由、路由节点状态感知及数据压缩的方法，在尽可能减少TSV数量的同时，有效增强了片上网络可扩展性、提高了三维网络传输效率，解决了TSV数量与良品率之间的矛盾关系、TSV利用率相对较低的问题，并使用SystemC搭建系统仿真平台进行了网络延迟分析。根据IMEC现有工艺参数进行分析，相比传统3D Mesh网络，可以减少60％的面积占用，降低70%的传输延迟。