传统SoC设计中,基于总线的IP核互连架构面临着诸多性能限制,而片上网络(Network On Chip,NoC)作为一种新型的片上通信方案,能有效解决大规模SoC遇到的瓶颈问题。为了获得高速的通信处理能力以满足实际应用需求,实现高性能SoC芯片的设计及其验证,必须针对片上网络架构建立一个系统高效的性能评估方法。由于缺乏可靠的软硬件协同验证和架构评估方法,系统架构工程师在设计系统级芯片时将会受到了一定的阻碍。不同于传统RTL仿真环境,本文中的Flex NoC平台采用了SystemC交易级建模技术,可对片上网络测试模型进行快速分析,并给出精确和可靠的各项性能评估结果来帮助研发人员进行系统级设计。在芯片架构设计的早期阶段就能实现硬件系统的性能验证,大幅缩短了开发周期,降低了研发成本。本文基于FlexNoC设计验证环境,结合一款Intel开发的SoC芯片,对其片上网络架构进行性能评估分析。首先,介绍了片上网络研究中的设计方法与关键技术,分析了片上网络技术的性能优势及改善性能的相关理论。其次,详细叙述了Flex NoC的设计框架,通过对拓扑结构和各个硬件传输单元的分析,总结了片上网络性能的影响因素及优化策略。在此基础上,还利用了服务质量机制,对互连网络中各IP模块采取相应的流量控制,以满足系统设计中的性能需求。最后,提出了使用Flex NoC进行性能评估的总体流程方案,根据多个具体的应用场景编写测试用例,对所设计的片上网络进行了反复的性能测试。通过数据分析找出性能短板,并以带宽、延时和面积等方面的折衷为出发点,调试片上网络相关路径上的参数,最终仿真结果达到预期指标。本文的研究工作主要包括以下几方面:1)介绍了片上网络性能设计和验证的基本概念,总结其优势与待解决的技术难题。围绕FlexNoC环境给出性能评估的具体工作流程和性能优化方向。2)在Flex NoC上创建和修改芯片系统的拓扑结构,对未满足性能要求的路径配置相应的串行化适配器、FIFO或速率适配器等硬件传输单元,并对服务质量模式进行设定,同时还考虑了性能和面积的折衷。3)为典型的应用场景确定系统性能指标,设计测试用例,对数据进行整理、分析、反馈。仿真结果表明,该SoC的片上网络性能符合预期,高效的Flex NoC平台适用于芯片架构的早期设计和性能验证。