随着微电子技术的不断发展,在芯片的设计规模日益增大的情况下,协调并实现数据在芯片内部计算单元之间的快速传输,是芯片性能继续提升的保证。片上网络主要用于传输数据,而网络路由算法则用于通过控制网络来协调数据在计算单元之间传输。在众多片上网络结构中,Crossbar网络是一种传输速度快、并行度高的网络结构,被广泛地应用于连接多核以及网络互联等领域中。然而,采用同步电路实现的Crossbar网络,随着芯片面积增大以及时钟频率提高,可能会产生诸如时钟歪斜以及跨时钟域传输数据时发生数据丢失等问题。因此,本文首先提出一种基于click异步电路设计的Crossbar网络,通过异步电路方式避免时钟存在导致的问题。另外,传统网络路由算法在协调计算单元计算时缺乏灵活性,难以构建复杂的计算。因此,本文还基于异步Crossbar网络提出了一种路由算法,用于将函数映射到网络上执行,从而在网络上实现更加复杂的计算。基于所提出的异步Crossbar网络以及路由算法,本文构建了一个2×2拓扑结构的异步Crossbar网络并挂载了浮点数计算单元,通过将卷积神经网络中的卷积函数映射到网络上执行的方式验证了异步Crossbar网络以及路由算法的可行性。本文中的设计基于Xilinx公司的Vivado设计平台实现并进行仿真,仿真结果显示面对不同数据传输速度的计算单元时,异步Crossbar网络兼容性更好,其单条数据通路最高可以工作在等效于100Mhz的数据传输频率下,并且在网络内建立异步流水化的传输方式。在集成电路技术和产业快速发展的今天,本文所提出的异步Crossbar网络以及路由算法将会得到更广泛和深入的应用。