成品率及散热问题是当今三维片上网络技术(Network on Chip, NoC)研究热点之一,如何针对3D NoC开展硅通孔(Through Silicon Via, TSV)容错设计成为提升芯片成品率关键技术之一。现有大多数TSV容错方案,往往采用局部冗余机制,其无法达到极高的成品率,浪费大量未使用的冗余通道,且几乎仅支持容错功能,没有与散热等技术结合。本文研究基于功能细分的组内全局冗余容错机制以解决3D NoC成品率和散热问题,主要工作如下：1.设计一种组内全共享冗余TSV容错机制。针对成品率极限、冗余TSV共享程度问题,通过将TSV通道分组,组内分配冗余通道,这些冗余TSV可代替组内任一故障通道实现信号在垂直通道上的传输,从而实现本文所设计的组内全共享容错方案。成品率分析表明,传统容错方案成品率无法突破99%；而本文提出的组内全共享容错模型,无论TSV数量多少,都可实现高达99.999999%的芯片成品率。2.提出基于功能细分的冗余优化策略。将TSV按信号功能、重要性分组,按组分别设计容错方案及冗余度以此优化冗余数目,从而尽可能地减少冗余TSV通道带来的容错成本。实验分析表明,相比于无功能细分方案,基于功能细分容错方案可优化约20%的容错成本。3.设计一种兼顾热优化的TSV容错方案。将热优化与容错技术相结合,该方案在通过冗余通道实现容错的前提下,充分利用未使用的冗余TSV实施“信号轮流绕行”策略以此降低各个TSV通道上的通信量,从而均衡垂直通道间负载,平衡温度分布。实验结果表明,冗余数目越大,热优化效果越好。