随着后摩尔时代到来,晶体管尺寸大小越来越接近物理极限,芯片发展也逐渐开始转向更为务实且能满足市场需求的系统级封装(SiP)技术,亦被称作是超越摩尔定律的另一种重要实现路径。SiP通常都是由实际的终端产品出发,有着轻薄便携、多功能、低功耗、集成度较高的特点。实际设计中,SiP涉及较为复杂的系统,功率传输这个问题会直接的影响到芯片工作的可靠性问题,目前随着工艺水平的提高、芯片I/O供电电压的下降、开关速度的提高以及工作电流的增大,SiP的电源分配网络(PDN)设计,以及系统级的电源完整性(PI)分析将变得更加具有挑战性,因此在设计系统之前最好能有PI的前仿真方法来辅助设计。基于PI的相关理论和PDN模型,本文希望能得到一种新的自动优化系统PDN去耦网络的方法,该方法的主要研究思路是获得新的满足仿真精度要求的PDN等效模型,并基于频域目标阻抗法来设计优化去耦电容器的数量,使得系统能够满足电源噪声容限要求。本文先从理论上探讨了系统级封装中涉及到的PI问题;分析与比较了系统各部分PDN结构的等效模型;并对封装互连部分以及SiP电源/地平面建模部分进行了分析与研究;发展了与传统自动优化方法不同的基于无损谐振腔电源/地平面的PDN模型;得到了将PDN电路模型参数考虑在内的一种新的计算去耦电容器个数的方法,结合一个PDN设计实例,对数种不同优化方法的结果进行了比较分析。利用本文发展的自动优化算法和PDN实例,先获得了去耦电容器的数量与种类;再利用仿真软件ADS对系统在时域上的负载电压波动进行了验证;然后利用仿真软件HyperLynx对电源的噪声分布结果进行了验证;最终的结果说明:本优化方法得到的设计,能够满足噪声容限的要求。