在PCB板级设计中，信号完整性分析已经是必不可少的研究方法。除了需要解决高速信号的过冲，反射和串扰等问题之外，日益严峻的低电压、大电流供电趋势使得电源噪声的影响越来越不容忽视。目前，电源完整性已经成为信号完整性一个新的研究分支，日益受到电子工程师们的重视。　　 电源完整性，简称PI(Power Integrity)，主要是研究电源波动时给系统造成的不良影响以及相应的解决方法。电源平面是PDS(Power Delivery System)供电系统中的重要组成部分。在低电压、大电流的PDS系统中，电源平面电压会随着大量开关器件的翻转而产生波动，干扰信号线的传输，对整个数字系统造成非常严重的影响。因此，设计良好的电源平面对于保证整个系统稳定性是极其重要的，需要对电源平面建立理论模型进行研究，分析由频率上升带来的不利影响，并提出具体的解决方法。　　 本文深入研究了电源平面噪声的研究分析理论和建模方法，结合龙芯2F验证板，采用M-FDM多平面有限差分方法为内核电源平面建立模型，生成了电源平面的频率-阻抗特征曲线。为满足目标阻抗的设计要求，本文采用了添加去耦电容滤波的方法，将电源平面的自阻抗降低到目标阻抗以下。接下来分析了电源过孔给多层电源平面带来的附加谐振效应，通过添加冗余电源过孔优化了去耦电容的滤波效果，进一步降低了电源平面的自阻抗，保证了PDS系统的稳定性。　　 本文的主要工作和贡献为：　　 [1]针对龙芯2F验证板低阻抗、多叠层的内核电源平面建立M-FDM等效电路模型，并把电源平面不完全重合产生的孔径耦合效应引入等效电路模型中，生成精确的频率-阻抗特征曲线。根据去耦半径的布局原则，通过分频段的去耦电容滤波方法，实现了电源平面的低目标阻抗设计要求；　　 [2]针对电源平面间连接过孔对电源平面产生的附加谐振效应，采用添加冗余电源过孔的方法，通过提升附加谐振频率点来降低谐振阻抗。实验结果表明，该方法能进一步优化电容去耦滤波的效果，具有良好的抑制电源平面阻抗的效果。