三维片上网络相比二维片上网络缩短了互连线长度,增加了系统并行性,降低了功耗开销,提高了系统性能。但由于用来层间互连的TSV良率较低及其它部件故障或设计因素,均会导致三维片上网络的非全互连而带来可靠性问题。因此,本文针对非全互连三维片上网络,将从路由算法和TSV两个方面进行容错技术研究。论文主要工作如下：(1)针对非全互连三维片上网络架构中存在的TSV寻找困难和可能产生层间IP核隔离等问题,在第三章中提出一种分布式容错路由算法。通过在每个路由器中添加TSV UP/Down table,可使层间通信数据包在发送前找出最优TSV的地址,保证层间IP核的有效通信和数据包的最短路径传输。若数据包到达非目的层,则在TSV UP/Down table中找出最优TSV的地址后继续传输；若为目的层,则使用第三章中提出的平面容错路由算法找到目的节点。实验结果表明,在均匀流量模式下网络故障率达到25%时,该算法仍与无网络故障的传统XYZ算法性能相近,且在网络无故障时的延时及吞吐率均优于参考对象。(2)针对因TSV链路故障造成3D架构非全互连而带来的系统可靠性,及传统容错算法采用绕过故障TSV节点带来的资源浪费等问题,在第四章中提出一种TSV故障分级的容错方法。将TSV及数据位均分为四组,若TSV故障状态值在6以内,则通过利用剩余可用TSV实现组与组间及组内数据位间的串行传输,否则使用第四章中提出的局域化的容错算法,先在本地存储的TSV状态表中找出最优TSV的地址,并将其作为临时目的地址添加到数据包头部以完成层间通信。由实验结果可知,本文方法在不同TSV故障状态下的网络性能均优于参考对象,降低了因TSV故障而带来的网络性能下降。