传统平面金属互连的片上网络,数据包从源路由器传至目的路由器通常需要多跳,随着核数目的不断增加,数据包的平均传输路径不断变长,片上网络出现了网络延迟高、吞吐率低以及高功耗等问题。常见的3D片上网络、光互连片上网络以及射频互连片上网络均受当前制造工艺约束,此时研究者们开始重点研究无线互连片上网络。无线片上网络作为一种可缩短网络直径,有广阔应用前景的互连架构吸引了众多学者的关注。无线节点作为上层无线网络的关键节点,出现故障或者拥塞问题时,对通信效率的影响会比网络中其他节点更加严重。本文对无线片上网络中无线节点处的拥塞和通信容错进行了深入的研究。论文主要工作如下:(1)无线片上网络中,无线网络拥塞可以分为无线节点级的拥塞和无线链路级的拥塞,这两种拥塞都会造成网络性能下降。针对无线节点和无线链路级拥塞,本文设计了一种拥塞避免的高效无线路由器,首先提出了节点级的拥塞避免机制,无线节点通过广播本地拥塞信息相互感知拥塞程度,避免向拥塞程度较高的无线节点发送数据包;其次提出了链路级拥塞避免机制,在WI中设计了并行FIFO,允许WI以流水的方式,在单个时钟周期内传输一个拥塞信息数据包和三个数据微片,数学建模证明使用并行FIFO至少降低50%无线信道竞争频率,从而避免了无线链路级拥塞,提高了无线资源利用率。实验表明本文方案相较普通无线路由器增加了少量的面积,但是在网络整体性能以及功耗方面都取得了不错的优势。(2)由于芯片的制造工艺缺陷及运行时波动性,WiNoC中路由器WI处易发生虚通道永久性故障,从而影响无线路由器的运行效率,使芯片的网络性能整体下降。为了有效的容忍网络中的永久性故障,将虚通道故障细分成为粗粒度故障和细粒度故障。当WI处发生虚通道细粒度故障时,采用重映射机制容忍;当发生粗粒度故障时,直接弃用该虚通道,并向网络中所有节点广播永久性故障信息,以便所有节点调整路由策略,让需要走无线信道的数据包避免路过该故障地点,减少由于WI处虚通道的永久性故障带来的路由延迟。实验表明,本文方案下的无线片上网络相较传统片上网络和无线片上网络,都有着较大的性能提升。