目前,微电子技术已经发展到了一个很关键的时期。微电子技术发展的目标是不断提高集成系统的性能及性能价格比。自50年前发明晶体管以来,为了提高电子系统的性能,降低成本,半导体的特征尺寸不断缩小,加工精度不断提高,同时硅片面积不断增大。当前,SoC是微电子技术发展的热点,整个系统中采用SoC可以减小芯片尺寸、增强系统功能、降低功耗。SoC的设计技术是从“集成电路”级设计到“集成系统”级设计转变的结果,其设计是从整个系统性能出发,在单个芯片上完成整个系统的功能。但是随着系统的发展,多CPU体系是更大规模发展的趋势,但总线结构的原始构思是基于单一CPU的,传统总线结构无法满足发展的需求。于是,1999年左右几个研究小组提出了一种全新的集成电路体系结构NoC (Network on Chip)。其核心思想是将计算机网络技术移植到芯片设计中来,从体系结构上彻底解决总线架构带来的问题。本文首先对当前微电子的发展现状进行了总结,并针对当前微电子行业中的前沿思想NoC的体系结构进行了充分的研究。其中,针对结构中的物理连线模型、通讯节点开关、拓扑模型结构等方面进行了总结和分析,并对基于通讯的NoC设计方法进行了讨论。由于NoC本身是一种全局异步局部同步(GALS)结构,本文针对时钟域中经常遇到的时间抖动(jitter)和时间偏差(skew)问题的产生原因和解决办法作了充分的阐述和总结。本文还对NoC中模块的内部时钟和模块与模块间的时钟进行了整理和分析,并对域间时钟同步中常见的亚稳态问题进行了总结。最后本文设计了一种基于格雷编码表示读写指针,对读写指针进行异步比较,采用译码读写指针的办法区分空或者满的异步通信FIFO,经过仿真验证表明该FIFO基本解决了亚稳态问题。