在半导体技术的快速发展过程中，IP复用技术曾为集成电路发展注入前进的动力。随着芯片复杂程度的不断提高，设计复用的思路也被借鉴至芯片及其通信结构中，并从IP复用发展到应用系统的复用，而片上网络的多核处理器结构就是复用技术应用到系统级别的实例。在片上网络结构中，各子系统间的通信性能是影响整个系统性能的重要因素。本文作者在攻读博士学位期间，加入法国格勒诺布尔TIMA实验室系统综合组，主要从事多核处理器系统间通信优化策略的研究。在上述研究背景下，本文主要在以下3个方面对片上网络的通信问题进行了探索性研究：(一)利用分布式存储结构的传输特点提高片上网络的通信效率。针对目前基于Simulink的多核设计流程中，系统间通信效率不高的现状，本文在该多核设计流程中加入分布式存储器服务部件，利用该服务部件内部的仲裁以及缓存机制，达到提高系统间通信性能的目的。通过对Motion-JPEG图像的解码实例进行测试分析，获得结果如下：分布式存储器服务部件使多核系统在10帧Motion-JPEG图像的解码时间上缩短了45％。从系统内部处理器单元消耗在通信上的时间比例角度分析，使用分布式存储器服务部件后，与使用全局存储单元的通信部件相比，通信时间占总解码时间比例下降了45％～64％。(二)提出了基于功能映射来缓解片上网络通信拥塞的方法。对片上网络任务映射问题进行数学建模，以各节点的通信拥塞情况作为映射参数，将通信问题纳入功能映射的一部分，加入到设计初期的探索中。在此基础上，对仍然不满足带宽要求的节点，加入流量控制单元，利用该单元实现拥塞节点处流量监控以及路由调度的作用。通过对H.264解码器的实例进行测试分析，加入流量控制单元后，网络拥塞的节点通信效率提高了20％。(三)针对NoC通信中的安全问题，提出了设计安全路由的虚拟安全通道以及路径验证的解决方法。为了对系统间进行传输的数据进行安全防护，本文对片上网络安全问题进行了探索性研究：首先，本文通过在交换单元结构中引入虚拟安全通道，避免恶意占用带宽带来的通信阻塞；其次，通过在网络接口中加入加／解密引擎，防止网络传输过程中的敏感信息被窃取；最后，通过引入互补路径检测进行读写授权的方法，防止通过伪装身份对安全子系统中敏感信息的攻击。