随着芯片特征尺寸的减小和系统复杂度的增加,集成多个处理器核的片上系统越来越受到开发设计人员的关注。科学计算、图像处理、军事雷达、气象观测等应用需求不断推动高密度计算的发展,而传统总线架构的片上系统因扩展性差、并行度低等种种原因,成为高性能高密度计算多核系统发展的限制因素,片上网络的提出有效提高片上系统的性能,具有可复用性、可扩展性、可预期性和可容错性等优良特性,使其成为多核系统中主要的通信互联结构。然而由于空间环境各种宇宙射线、地球磁场的干扰,航天器件特别是核间通信的可靠性面临严重威胁,尤其是瞬时故障严重破坏通信数据的可靠性和控制的稳定性,随时可能造成系统运行出错甚至宕机。在现有目标多核系统中,作为核间通信的片上网络,没有有效的容错机制,时刻面临瞬时故障的威胁,无法满足面对空间环境的可靠性要求。因此,本文针对面向空间环境的片上网络数据可靠性问题展开研究,主要工作如下:首先,分析目标多核系统算力与通信关系、通信层通信特征和系统通信特征,根据通信事务的划分和事务量级的差异,有针对有区别地提出适合状态网络、配置网络和数据网络的可靠性设计思想,并通过建立响应模型、功耗模型、延迟模型,分析该设计思想的依据和性能。其次,根据网络协议中协议逻辑的区分,分别采用不同的容错机制,对于状态网络和配置网络的协议控制逻辑,采用空间三模冗余和时间三模冗余,对于协议传输逻辑,采用时间三模冗余。对于数据网络的协议控制逻辑,采用空间三模冗余,对于协议传输逻辑,采用端到端检纠错重传机制。最后,依据可靠性设计思想完成RTL模型设计并进行硬件原型验证,通过分析协议逻辑的容错期望,明确验证内容。采取不同事务注入率的验证策略,通过设计有对照的RTL模型,深入研究不同故障注入率下,事务无误通信比的变化情况,分析协议逻辑故障比。通过验证可知,在单粒子翻转引起的瞬时故障中,三层网络均能提供99.9%以上的容错效果,保证通信可靠性。