三维片上网络结合了片上网络具有的良好可扩展性和基于TSV垂直互连的三维封装技术的各自优势,极大地提高了片上系统的性能,降低了功耗。但是深亚微米工艺下,路由器受制于制造缺陷及运行时的脆弱性,输入端口易发生永久性故障,从而引起通信故障,影响系统功能和性能。因此本文对由此而引起的路由器输入端口故障问题展开深入系统的研究。论文主要工作如下：(1)阐述了集成电路的发展、三维片上网络的研究背景及芯片的故障类型。对常见的2D NoC和3D NoC拓扑结构及片上网络中常见的容错方法进行了介绍。(2)针对路由器输入端口和交叉开关故障,本文提出了一种故障及拥塞感知的容错路由器。通过增加一个冗余的输入端口和旁路总线,不仅能实现对输入端口和交叉开关容错的目的,而且还能在没有端口故障的情况下使用冗余端口有效地解决拥塞问题。实验表明此容错机制能够使得网络在故障路由器多、拥塞严重的情况下,仍然保持良好性能。(3)为了能够有效地容忍虚通道故障、保证系统性能同时又能充分利用可用资源,将虚通道故障类型细分为粗粒度故障和细粒度故障,提出SVS路由器(Single Virtual Channel Sharing Router)架构,通过将路由器端口两两分组,组内端口间实现单虚通道共享。当发生虚通道粗粒度故障时,使用组内相邻端口共享虚通道容错。当发生细粒度故障时,根据Slot State Table信息配置虚通道读／写指针的值,从而跳过故障Buffer槽实现容错。在无粗粒度故障情况下,共享虚通道还可用于负载平衡及容路由计算模块故障。实验结果表明：较其他已有的虚通道路由器,SVS路由器在3种不同的故障情况下,都较大地降低了延时,提高了吞吐量。这表明SVS路由器有效地提高系统可靠性,保证了系统性能,充分利用了可用资源。