微电子技术的迅速发展促进了片上系统（ SoC）的出现，集成电路的发展随之进入了一个新的发展时期。SoC的设计技术是从“集成电路”级设计到“集成系统”级设计转变的结果，其设计是从整个系统性能出发，在单个芯片上完成整个系统的功能。但是随着系统的发展，多CPU体系是更大规模发展的趋势，但总线结构的原始构思是基于单一CPU的，传统总线结构无法满足发展的需求。于是，2000年左右几个研究小组提出了一种全新的集成电路体系结构NoC(Network-on-Chip)。其核心思想是将计算机网络技术移植到芯片设计中来，从体系结构上彻底解决总线架构带来的问题。　　 NoC是未来芯片发展的方向，而功耗问题是NoC设计的一个关键问题。本论文对片上网络系统的功耗问题展开研究，其中主要的工作有：　　 (1)从功耗模型开始分析，包括数字电路的功耗模型和网络通信的能量模型，针对数字电路的功耗模型，把低功耗集成电路设计技术的分析作为切入点，具体的对不同设计层次的功耗优化方法分别进行分析和讨论，针对SoC具有网络信息通讯的特点，针对通讯能量模型中各部分功耗的组成和特点，提出一些优化功耗的思路。又针对间接网络中的几个广泛使用的交换结构体系分别分析了其各自的功耗消耗主体。提出芯片设计的异构模式在功耗优化方面的应用设想。　　 (2)针对通讯功耗方面进行了主要研究，针对直接网络的2D-Mesh网络结构提出网络映射的问题在直接网络通讯功耗优化方面的应用，并提出一种有效的生物仿生算法—蚁群优化算法实现SoC映射，通过实验数据分析了蚁群优化算法在网络通讯功耗优化方面的作用。　　 (3)基于2D-Mesh结构对路由算法进行相关的研究，希望在路由算法方面找到进行功耗优化的切入点。对几种主要路由算法的延时，网络性能以及对功耗的影响等方面进行了综合分析。实验结果反映XY-YX路由算法在延时性能方面和功耗方面的表现都较好，是体现性能和功耗两方面都表现出色的高性能SoC路由算法。