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三维片上网络结合了垂直互连技术所带来的优势和片上网络所具有的可扩展性的优点，大大提高了系统的性能，降低了功耗。但在纳米工艺下三维片上网络也面临着日益严峻的可靠性问题的挑战，目前的制造工艺使得用于垂直互连的硅通孔(Through-Silicon-Via，TSV)的产品良率仍然较低，另外由于VLSI（Very LargeScale Integration）的偏差性和易于老化的脆弱性所导致的电路可靠性问题等，这些因素将影响三维片上网络系统通讯的可靠性。因此本课题将对由此而引出的TSV与缓冲区容错问题及关键技术展开深入系统的研究。论文主要工作如下：（1）简述了集成电路的发展以及二维片上网络、三维片上网络的研究背景，对一些常见的2D NoC和3D NoC拓扑结构、交换技术与虚通道技术、路由器的基本组成结构以及TSV的基础知识进行了介绍。（2）针对TSV故障，本文提出了一种不添加冗余链路，通过对故障链路中功能良好TSV的复用，将数据微片多次传输，达到容TSV硬故障的技术方案。通过添加ECC编码解码模块来达到容瞬时故障的目的。实验分析表明，该设计方案在保证系统可靠性的基础上还具有较高的吞吐量与较低的延时。（3）针对缓冲区故障，本文在分析缓冲区故障模型的基础上，设计了一种针对缓冲槽故障的重定向机制，并且使缓冲区能够动态分配虚通道，并且在端口流量大的时候，能够与邻居端口共享缓冲区暂存数据，减轻端口阻塞。实验结果表明，与传统结构路由器相比，本方案提高路由效率与可靠性，同时具有较高的吞吐率与较低的延时。