集成电路的发展使得片上网络成为多核片上系统设计的主流方案,特征尺寸的缩减以及网络复杂度的增加,使得路由器架构中的交叉开关易出现故障问题,此外网络也容易发生严重拥塞,这些均会使得系统的整体性能大幅度下降。针对这两个问题,本文提出了不同的解决方案。一是针对交叉开关的故障问题,设计一种细粒度的交叉开关容错架构,在故障率比较大时能保证系统性能不会骤降。二是网络拥塞情况严重时,本文采用无线技术与片上网络混合的架构能降低网络拥塞,然而无线节点拥塞问题仍无法避免,对此,本文提出了一种自适应的交叉开关仲裁机制,能有效减轻无线节点处的拥塞,最终使得整体网络的拥塞情况减轻。详细设计如下所示:(1)本文详细考虑交叉开关故障中的数据分配器、内部链路以及数据选择器的故障情况,通过添加容错单元对故障的数据分配器以及内部链路进行容错,且容错路径可以有多条。此外,添加一个额外的数据选择器有效实现对交叉开关中故障的数据选择器进行容错。在故障率很大的情况下仍然能够保证网络的吞吐率不会骤减,并且也不会在数据传输的关键路径上增加延时。(2)本文设计的交叉开关分配制度主要包括两阶段的仲裁逻辑,每阶段均根据拥塞信息实时授权各请求。此外,设计了交叉开关分配两个阶段的分配算法,能够实时根据网络拥塞状态做出仲裁判断,面积开销极小。最后还设计了一种新的WRRA仲裁器,该仲裁器能够根据拥塞信息优先仲裁无线端口请求,提高网络吞吐率,降低网络平均延时。