随着当今数字系统中IC器件电源供应朝着高速率,低电压,大电流的趋势发展,板级电源分配网络中去耦网络的设计已经由传统的经验式设计方式逐步转化为以电源完整性(Power Integrity, PI)理论为基础的设计方法学。即通过设计合理的去耦网络从频域上将电源分配网络的阻抗控制在目标阻抗以下,从而使得电源噪声满足噪声容限的要求,达到去耦的目的。最新的去耦网络的设计方法是使用PI仿真软件从去耦电容的数量和放置位置这两方面进行假设验证分析(What-if Analysis)。对于经验不是很丰富的设计师,使用这种方法存在的问题是：第一、设计去耦电容的数量不仅需要繁复的人工手动调整,而且很难应对多种容值去耦电容数量组合的复杂情况；第二、设计去耦电容的位置时,缺乏明确的指导规则。围绕这两个问题,本文主要从以下三方面进行研究：(1)分析去耦网络的参数模型,包括电源分配网络的集总式模型和分布式模型。先对集总式模型进行研究,分析各个部分的寄生参数及计算原理,介绍一种简单计算集总式模型等效阻抗的方法,参考现有的免费软件模型,仿真集总式模型的频率阻抗曲线；接着对分布式模型进行分析,参考谐振腔模型分析开源软件,分析分布式模型下电源地平面的阻抗特性。(2)去耦电容数量的优化设计。介绍去耦电容的选取方法,介绍一种可行的自动计算去耦电容数量的方法,并指出该方法的局限性是不能分析多种电容数量组合方案以及不能准确地得到计算结果(安装电感原因)等。本文在此基础上给出改进的方法,使其不仅可以快速得到准确的仿真结果,而且可以灵活地分析每个数量级多种容值电容数量组合方案。最后根据改进的方法,分析不同目标要求下的去耦电容数量组合方案,为满足对电容种类和电容总数量的不同设计需求,提供更多设计选择。(3)去耦电容位置的优化设计。介绍分布式模型下自阻抗以及转移阻抗的概念,并分析两者的原理和物理意义。提出分别使用自阻抗和转移阻抗优化设计去耦电容位置的方法,并结合具体案例给出设计过程与结果。本文研究了去耦网络设计方法与性能分析的各个相关领域,研究结果均通过了Hyperlynx PI的验证,并已经将总结的设计方法和经验应用于一个实际的单电源去耦网络设计项目中。