片上网络(Network on Chip,NoC)是一种的新型的片上系统(System on Chip,SoC)架构。NoC中提供的服务可主要分为两种基本类型:尽力而为( Best Effort,BE )服务和有保障(Guaranteed,GT)服务。QoS中GT服务又可被细分为硬GT和软GT服务。本文中是基于硬GT服务来建立QoS-NoC系统的。硬GT服务是通过预留贮存资源实现的,可看作是面向连接(Connection-oriented)的方式。硬GT服务通常用电路交换建立连接来为片上网络提供硬GT服务,一旦GT连接被建立,建立的GT链路所占用的资源不能被其他数据服务占用,因此,该链路上不存在竞争,GT服务的性能将会得到保证。然而,对于链路建立失败的数据包,其性能诸如传输时延和吞吐量将很难得到保证。本文在虚通道数目有限的情况下,对QoS-NoC的路由算法和网络结构做了改进,以提高数据包的建链成功率,从而提高网络的整体性能。本文的主要研究工作如下:(1)采用SystemC语言搭建了基于消息传递式提供多种服务质量保障的片上网络仿真系统(MSNS-QoS-NoC)。(2)利用双层子网技术构建dualnet-QoS- NoC系统,以此来改善建链情况,并且有效地降低了数据包延时,增大了吞吐量。(3)在QoS片上网络系统中采用动态虚通道分配策略,构建DY-QoS-NoC系统,提高建链成功率,减小硅片面积。(4)结合双层子网技术以及动态虚通道分配策略,构建DY-dualnet-QoS- NoC系统,提升建链成功率,减小硅片面积,且分散数据流量,减小包平均传输延时。