随着芯片内核数量的持续增加以及计算能力需求的急剧提升,片上网络发展面临着可靠性和能耗两大主要难题。同时,随着互联网络规模的不断扩大,片上网络器件不可避免的会产生老化现象从而影响系统的性能。本文围绕老化效应导致的片上网络路由设备可靠性与能耗问题,提出了一种老化效应感知的路由算法,在保障系统可靠性的同时实现系统的能效优化。本文首先结合负偏置温度不稳定性构建了老化感知的路由算法优化模型,然后基于蚁群算法的搜索策略设计了一种老化感知路由算法,通过设置老化因子,使得路由算法能够规避一些路由路径上老化严重的节点,最小化系统路由能耗并提高系统可靠性。进而提出了一种新型的路由单元微体系结构,在路由缓存区引入虚拟冲突阵列机制,使得部分数据请求在进入路由流水线之前能够通过虚拟冲突阵列实现消除,以达到减少路由单元数据传输量、降低路由能耗的目的。仿真实验结果表明,相比于传统的XY路由算法,本文提出的基于蚁群算法的老化感知路由算法能够有效提升系统的整体可靠性,同时最小化路由算法由于规避老化节点造成的能耗;此外,本文所提出的新型路由单元结构相比于传统路由单元结构能够显著降低数据传输的能耗,从微体系结构角度进一步提升了片上网络的整体能效。本文设计的基于蚁群算法的老化感知路由算法和基于虚拟冲突阵列的路由单元结构,形成了一套高可靠性、高能效的片上网络路由解决方案,对于提高片上网络可靠性和高能效有重要的理论和实用价值。