随着三维片上网络(3DNOC)规模的扩大和制程工艺的提高,使得3DNOC的性能得以成倍的提高,而以往由于性能不足以及成本问题而暂缓开发的故障预报机制的重要性也逐步提高,近年来对三维片上网络的故障的预测以及对应故障点的路由算法已经成为了一个重要方向并已经取得了不少的进展,一个成功的故障预报系统不仅能防止核心损坏带来的性能损失和成本增加,还能在附带有完善的容错路由算法的前提下大幅提升3D-NOC的使用寿命。而现有的预测模型和路由算法在实际片上网络的使用环境中对网络整体的可靠性改善结果并不符合目标。本文将要对三维片上网络的故障预报问题与容错路由问题做了简介,分析了这两个问题在国内外的研究现状,设计了一种在mesh结构的三位片上网络上预测有效期较长且准确率很高的预测模型以及一种依靠建立二维故障区与隧道进行容错路由的算法,拥有较低功耗和延迟以及低丢包率的优点。还设计了将预测模型与容错路由整合成为一个完整的预报-容错系统,实现了从故障的预防到应对的一系列措施。本文首先总结了国内外的现有预测模型的成果和研究现状,总结出现有的研究成果无法同时满足预测准确率和预测延迟两个要求,故而实际片上网络运行环境中无法采用可靠性高的预测模型。针对这一问题,结合了结构较为简单的深度学习网络结构设计了一个针对实际片上网络运行环境的预测模型。这个预测模型可以在相对其他神经网络和复杂深度学习模型的更短的时间内,提供一个更加准确的预测结果。然后本文接着预测模型的结果,结合目前的路由算法可靠性低的缺点,设计了一个可靠性更高的路由算法。该算法使用了目前先进的片上网络故障区和隧道模型,使用隧道优先的策略来保证片上网络在高故障率的环境下的路由性能。文章最终会建立一个完整的预测-容错路由系统,对现有的三维片上网络实际运行环境进行适配,以在片上网络环境中故障节点增加时,仍能准确预测故障节点和维持一定的路由性能,保障片上网络的可靠性。