可擴(kuò)展性強(qiáng)：隨著芯片集成度不斷提高，核心數(shù)量增多，傳統(tǒng)的總線架構(gòu)在連接大量核心時(shí)會(huì)面臨帶寬瓶頸和布線復(fù)雜度劇增的問(wèn)題。而 NoC 采用類(lèi)似網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)（如網(wǎng)狀、環(huán)形、樹(shù)形等），能夠方便地添加新的節(jié)點(diǎn)（核心或功能模塊），輕松適應(yīng)系統(tǒng)規(guī)模的擴(kuò)大。例如，在一個(gè)擁有數(shù)十個(gè)甚至上百個(gè)核心的高性能計(jì)算芯片中，NoC 可以有效地將各個(gè)核心連接起來(lái)，保障數(shù)據(jù)的高效傳輸。

并行性與帶寬利用率高：NoC 允許不同節(jié)點(diǎn)間同時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，多個(gè)數(shù)據(jù)包可以在不同的鏈路和節(jié)點(diǎn)上并行傳輸，提高了系統(tǒng)的整體通信效率。并且通過(guò)合理的路由算法，可以根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的流量分布動(dòng)態(tài)分配路徑，充分利用網(wǎng)絡(luò)帶寬。例如，在處理多任務(wù)并行的數(shù)據(jù)處理場(chǎng)景中，不同核心之間的大量數(shù)據(jù)交換可以在 NoC 架構(gòu)下快速、有序地進(jìn)行，不會(huì)因共享總線的競(jìng)爭(zhēng)而導(dǎo)致嚴(yán)重的延遲。

模塊化與可重用性好：NoC 的設(shè)計(jì)具有很強(qiáng)的模塊化特點(diǎn)，各個(gè)節(jié)點(diǎn)（包括路由器和端點(diǎn)）可以獨(dú)立設(shè)計(jì)、驗(yàn)證和優(yōu)化，然后方便地集成到整個(gè)系統(tǒng)中。這種模塊化設(shè)計(jì)使得 NoC 組件在不同的芯片項(xiàng)目中具有較高的可重用性，降低了設(shè)計(jì)成本和開(kāi)發(fā)周期。比如，針對(duì)某種特定功能的路由器模塊設(shè)計(jì)完成后，可以在后續(xù)的多個(gè)類(lèi)似芯片設(shè)計(jì)中直接應(yīng)用，只需根據(jù)具體需求進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。

支持異構(gòu)集成：在現(xiàn)代芯片中，往往集成了多種不同類(lèi)型的核心和功能模塊，如通用處理器核心、專(zhuān)用加速器（如 GPU、DSP 等）、存儲(chǔ)單元等。NoC 能夠靈活地連接這些異構(gòu)組件，實(shí)現(xiàn)它們之間高效的數(shù)據(jù)交互，充分發(fā)揮各個(gè)組件的優(yōu)勢(shì)，提升整個(gè)系統(tǒng)的性能。例如，在一個(gè)圖像處理芯片中，CPU 核心、圖像傳感器接口、圖像處理器（GPU 或?qū)Ｓ?ISP）以及存儲(chǔ)圖像數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器可以通過(guò) NoC 無(wú)縫連接，協(xié)同完成圖像的采集、處理和存儲(chǔ)任務(wù)。

設(shè)計(jì)復(fù)雜度高：NoC 的設(shè)計(jì)涉及到多個(gè)方面的復(fù)雜決策，包括網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的選擇、路由器的設(shè)計(jì)（如路由算法、緩存管理、流量控制等）、鏈路設(shè)計(jì)（帶寬、延遲、可靠性等）以及與各個(gè)節(jié)點(diǎn)的接口設(shè)計(jì)等。這些組件之間相互關(guān)聯(lián)、相互影響，需要綜合考慮多種因素進(jìn)行優(yōu)化，這對(duì)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)的技術(shù)水平和設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)要求很高。例如，設(shè)計(jì)一個(gè)高效的路由算法，既要保證數(shù)據(jù)包能夠快速、準(zhǔn)確地到達(dá)目的地，又要避免網(wǎng)絡(luò)擁塞和死鎖等問(wèn)題，需要深入研究和大量的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。

功耗問(wèn)題：由于 NoC 中有大量的路由器和鏈路在持續(xù)工作，即使在沒(méi)有數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，也會(huì)消耗一定的靜態(tài)功耗。而在數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中，動(dòng)態(tài)功耗也不容忽視，特別是隨著數(shù)據(jù)速率的提高和網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的擴(kuò)大，功耗問(wèn)題愈發(fā)突出。為了降低功耗，需要采用一系列的低功耗設(shè)計(jì)技術(shù)，如動(dòng)態(tài)電壓頻率調(diào)整（DVFS）、門(mén)控時(shí)鐘、低功耗路由算法等，但這些技術(shù)的應(yīng)用又會(huì)增加設(shè)計(jì)的復(fù)雜度。例如，在實(shí)現(xiàn) DVFS 時(shí)，需要監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)負(fù)載并動(dòng)態(tài)調(diào)整路由器和鏈路的電壓與頻率，這需要額外的電路和控制邏輯。

延遲不確定性：盡管 NoC 旨在提高通信效率，但由于網(wǎng)絡(luò)中的路由選擇、擁塞情況以及不同數(shù)據(jù)包的傳輸路徑差異等因素，數(shù)據(jù)傳輸?shù)难舆t存在一定的不確定性。在一些對(duì)實(shí)時(shí)性要求極高的應(yīng)用中（如實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)），這種延遲不確定性可能會(huì)影響系統(tǒng)的性能和正確性。為了減小延遲不確定性，需要優(yōu)化路由算法、采用確定性的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)以及進(jìn)行嚴(yán)格的時(shí)序分析和驗(yàn)證，但這在大規(guī)模、復(fù)雜的 NoC 設(shè)計(jì)中往往具有較大難度。例如，在設(shè)計(jì)一個(gè)汽車(chē)電子控制系統(tǒng)的芯片時(shí)，其中的一些關(guān)鍵控制信號(hào)通過(guò) NoC 傳輸，必須要保證其傳輸延遲在可預(yù)測(cè)的范圍內(nèi)，否則可能導(dǎo)致車(chē)輛控制的不穩(wěn)定或故障。

測(cè)試與驗(yàn)證困難：NoC 的復(fù)雜性使得其測(cè)試與驗(yàn)證工作極具挑戰(zhàn)性。一方面，需要驗(yàn)證網(wǎng)絡(luò)的正確性，包括數(shù)據(jù)包的正確路由、無(wú)丟失、無(wú)錯(cuò)誤等；另一方面，要驗(yàn)證網(wǎng)絡(luò)在各種負(fù)載條件下（從輕載到重載）的性能和可靠性。傳統(tǒng)的測(cè)試方法難以滿足 NoC 的測(cè)試需求，需要開(kāi)發(fā)專(zhuān)門(mén)的測(cè)試架構(gòu)和測(cè)試向量生成方法。例如，為了檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)中的潛在故障，可能需要在芯片中集成專(zhuān)門(mén)的測(cè)試電路，能夠在不同的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)注入測(cè)試數(shù)據(jù)包并監(jiān)測(cè)其傳輸結(jié)果，但這會(huì)增加芯片的面積和設(shè)計(jì)成本。