随着片上系统规模及复杂度的增加，基于总线结构的片上通信方式已经难以满足众多IP核的通信需求。片上网络借鉴了分布式计算系统的通信特点，采用路由和分组交换的方式进行通信，成为一种新的片内互连通信结构。该技术的出现迅速吸引国内外许多研究机构及高校开始针对片上网络的不同层次与角度进行研究与开发。路由算法作为片上网络数据转发的关键协议，对片上网络系统的性能起到重要的影响。利用有限的资源，设计一个简单、高效、低功耗的路由算法成为研究的热点。本课题是国家自然科学基金项目“三维片上网络芯片关键设计技术研究”的一个子课题。主要负责建立功耗模型、路由器模型，设计并实现片上网络系统的功耗模拟平台。由于片上网络低功耗的需求，本文设计实现了一个新的低功耗、自适应路由算法。　　本文首先对片上网络的关键技术，拓扑结构、交换技术、虚通道、流量控制进行了分析研究，并详细分析了路由算法。在此基础上，先建立了电路级计算功耗和系统级通信功耗模型，随后设计了路由器模型，为了减少时延和功耗，在该路由模型中摒弃了输出缓存，最后设计实现了片上网络功耗模拟平台。根据路由算法分析及基本要求，本文提出了一个新颖的路由算法——Beeline路由算法。它是基于拥塞状况的部分自适应算法，并能避免活锁和死锁。它通过围绕源点和终点构成的直线选择可传输的路由节点，并根据邻近路由节点的拥塞状况选择最佳传输路由节点，实现部分自适应。为了验证片上网络功耗模拟平台的正确性及所提路由算法的有效性，本文在该平台上实现了XY、Odd_Even、Dy_XY、Beeline等路由算法，并通过实验分析不同拓扑结构下片上网络规模对路由算法的影响。实验结果表明，在2D_Mesh和3D_Mesh拓扑结构下，与XY、Odd_Even路由算法相比，Beeline路由算法具有较好的路由性能，并且平均功耗下降约6％。完成了片上网络仿真平台设计，并提出了一种低功耗高效路由算法，有效地降低了通信功耗。论文工作对片上网络及路由算法研究具有一定的参考意义。同时，本论文中还存在很多需要完善的地方，值得在后面的工作中进一步实现及探索。