在芯片多处理器中,传统的电互连结构已经不能满足通信在功耗、带宽以及时延方面的需求,现在的大数据时代,迫切需要发展一种新的技术,以实现数据的高效传输。近年来,因为集成光子技术的发展,利用光链路取代金属互连已经成为一种新的解决方案。光片上网络(Photonic Network-on-Chip,PNoC)作为下一代片上网络发展的趋势和典范,在芯片内核数量不断增加的情况下,可以满足更高的带宽要求。而微环谐振器(MicroRing Resonator,MRR)作为PNoC中的关键光器件,对温度波动表现特别敏感,且由于一些制造缺陷原因使得其极易发生故障,影响PNoC的整体性能。如何对MRR进行有效的故障检测便成为当下亟待解决的问题。PNoC主要包括路由器和IP核两部分,本文主要围绕广西自然科学基金联合资助培育项目(2018GXNSFAA138115)的任务,以MRR为研究对象,对由MRR构成的光路由器和IP核部分分别采用不同的方法进行故障检测。本课题主要研究内容包括以下三个部分:(1)研究了MRR的基本原理,并根据原理建立其故障模型,设计无故障和有故障时的等效电路,在故障模型的基础上提出了两种故障检测的方法:一种是基于图论的故障检测图方法,首先将光路由器建模为完全加权有向图,然后根据完全加权有向图和故障模拟,得到无权有向图,通过判断路由器故障检测图的定点集合元素,得到故障覆盖率;一种是基于故障模拟器的故障检测方法,将光路由器建模为由二选一多路选择器构成的故障模拟器结构,通过控制信号设置故障,得到故障仿真结果。两种检测方法下MRR的故障覆盖率都能达到100%。(2)研究了二元决策图(Binary Decision Diagram,BDD)的基本原理和一般操作,并研究了二元决策图在组合逻辑电路中的应用。(3)提出了新的由MRR构成的7种基本逻辑门和加法器结构,并利用故障等价压缩方法和BDD相结合,对全光逻辑标准测试电路进行故障检测,最后得到故障的测试矢量和测试生成时间。