随着集成电路芯片的设计进入到纳米技术阶段，电源网络设计和分析成为制约其快速发展的关键因素。电源网络中诸多的设计问题易于引起电路逻辑功能错误，进一步可能引起致命问题，即芯片烧毁。高效的电源网络分析技术不仅为电源网络设计的正确性提供有效的验证，而且为电源网络进一步的优化提供一定的基础和指导。本文提出了芯片物理级电路模块吸纳电流建模方法、节点电压降估算方法以及电源网络布线面积优化方法。针对电源网络模型，引入建立了物理级电路模块吸纳电流模型，建立了改进节点方程(MNA)，在保证电压降满足已有约束的前提下，采用共轭梯度法进行求解，提出了有方向选择的增量式优化方法，实现电源网络布线面积的优化。所提出的方法用标准测试电路进行测试并取得了不错的效果。论文的研究内容主要从以下几个部分进行展开：1．针对物理级电路模块吸纳电流建模问题，根据电路模块的输入输出，提出了结合电路模块面积和开关活动性，并引入随机函数的自上而下的吸纳电流模型。实验结果表明提出的吸纳电流模型比传统的电流模型更符合实际芯片内电流的分布情况，然后将其应用于电源网络中进行节点电压降的估算，可使节点电压的波动程度更小。2．针对电源网络节点电压降估算问题，如果采用节点电压分析方法(MNA)求解的矩阵不是稀疏正定矩阵，如此算法在矩阵的求逆过程时间以及精度上都失去了原有的优势。以此为基础，提出了把供电引脚作为节点引入到MNA方程中，生成稀疏正定对称矩阵，然后利用共轭梯度法对节点电压方程进行求解的方法。所提出的方法减少了求解的迭代次数，节省了时间。3．针对多电压电源网络拓扑结构优化问题，提出了有方向选择的增量式优化方法，根据电源网络中电流密度的分布情况以及最大节点电压降的位置，以初始电源网络作为基础，有方向的选择电源线条数的增加并倍数调整节点电压降大区域的电源线宽度。实验结果表明，不仅能够有效地实现电源网络布线面积的优化，而且提升了算法的速度。