Die Analyse und Optimierung von Verbindungsstrukturen in integrierten Schaltungen auf hohen Abstraktionsebenen ist äußerst attraktiv, da diese im Vergleich zu niedrigeren Ebenen deutlich mehr Verbesserungsmöglichkeiten anbieten. Ziel dieser Dissertation ist es Leistungsverbrauch und Performanz in Verbindungsstrukturen auf hohen Abstraktionsniveaus zu optimieren. Für diesen Zweck werden effiziente Modelle für Signalverzögerung und Leistungsverbrauch in sub-100 nm (very deep sub-micron) Verbindungsstrukturen erstellt und anschließend auf die Entwicklung und Bewertung verschiedenartiger Kodierungsmethoden angewendet, die den Leistungsverbrauch verringern und den Datendurchsatz verbessern. Um eine noch größere Effizienz zu erzielen, werden Kodierungsschemen mit Methoden wie Abstandvergrößerung, Abschirmung und Einfügen von Leitungstreibern kombiniert, die üblicherweise auf den unteren Abstraktionsebenen angewandt werden. Um wirksame Kodierungsmethoden entwickeln und analysieren zu können, müssen zwei grundlegend verschiedene Probleme gelöst werden. Auf der einen Seite ist für die Entwicklung der Kodierungsmethoden notwendig, auf der System- und Architekturebene bedeutende Eigenschaften der zu sendenden Daten zu extrahieren. Auf der anderen Seite ist für deren korrekte Bewertung erforderlich, wesentliche technologiebedingte Effekte in Makromodellen auf höheren Abstraktionsebenen einzubinden. Die Evaluierung von Kodierungstechniken, die den Durchsatz erhöhen, kann nur dann erfolgen, wenn die verwendeten Verzögerungsmodelle die von allen möglichen Eingangstransitionen erzeugten Verzögerungen vorhersagen können und nicht nur die ungünstigsten (worst case) Fälle betrachten. In diesem Zusammenhang wird in dieser Arbeit ein transitionsabhängiges Verzögerungsmodell entwickelt, das sowohl kurzreichende kapazitive Kopplungen als auch weitreichende und somit unübersichtlichere induktive Effekte berücksichtigt. Des Weiteren wird auch ein Makromodell für den Leistungsverbrauch beschrieben. Dieses Makromodell zeigt im Wesentlichen, dass sich die Optimierung des dynamischen Leistungsverbrauchs auf hohen Abstraktionsebenen auf die Verringerung sowohl der Eigenschaltaktivität als auch der sogenannten Koppelschaltaktivität reduziert, die für das Umladen der Koppelkapazitäten verantwortlich ist. Im Laufe der Arbeit werden die oben genannten Modelle für die Entwicklung und Bewertung von verschiedenartigen und optimierten Kodierungsmethoden verwendet. Basierend auf der Beobachtung, dass die Schaltaktivität in typischen Signalverarbeitungsarchitekturen mittels zwei sogenannter Grenzpunkte modelliert werden kann, werden verschiedene hybride Kodierungstechniken entwickelt, die nichtredundante und redundante Methoden kombinieren, sodass die Eigen- und Koppelschaltaktivität stark reduziert werden. Ferner werden theoretische Schranken für die Reduzierung der Schaltaktivität abgeleitet, um die Effektivität der vorgeschlagenen Kodierungstechniken nachzuweisen. Außerdem werden mehrere durchsatzerhöhende Kodierungsmethoden entwickelt, in denen eine bestimmte Menge von Eingangstransitionen ungültig gemacht wird. In diesem Zusammenhang werden sowohl grundsätzliche Schranken für Zustands- und Transitions-Kodierung berechnet als auch Vergleiche mit Verzögerungsoptimierungsmethoden wie Abstandvergrößerung und Abschirmung durchgeführt, die auf niedrigeren Abstraktionsebenen angewandt werden. Es wird gezeigt, dass durch das Zusammenlegen von Kodierung und solcher Methoden eine verbesserte Effizienz erreicht werden kann. Schließlich wird eine Entwurfsmethodik für integrierte Schaltungen und Systeme beschrieben, in deren Mittelpunkt die Optimierung von Verbindungsstrukturen steht. Kodierungsschemen können im Wesentlichen während der ersten Entwurfsphasen entwickelt und analysiert werden, da die bedeutendsten Eigenschaften der gesendeten Daten zur gleichen Zeit extrahiert werden können. Nach der Planung und Synthese der Verbindungsstrukturen und der dazugehörigen Kodierungen sind exakte Details zu der endgültigen Geometrie der Verbindungsstrukturen bekannt. Folglich können Kodierungen weiter in einer leitungsspezifischen Weise verfeinert werden. Darüber hinaus wird ein Algorithmus entwickelt, der die Plazierung und das Einfügen von Leitungstreibern gleichzeitig durchführt, um somit die beachtlichen Optimierungsmöglichkeiten hervorzuheben, die auf hohen Abstraktionsebenen vorhanden sind. Die Erweiterung des entwickelten Algorithmus mit Kodierungsmethoden erlaubt eine Verbesserung des Durchsatzes und/oder des Leistungsverbrauchs.