随着工艺水平的不断提高，集成电路工作的速度越来越快，高速发展的VLSI设计技术也对I／O接口电路的发展提出了挑战。在内核工作频率达到几个GHz的情况下，I／O接口电路的工作频率却一般在200MHz以下。接口电路已经成为集成电路快速发展的一个瓶颈。为了解决传统I／O buffer工作频率低的问题，出现了各种新的接口标准，如GTL(体效应收发逻辑)、HSTL(高速收发逻辑)、PECL(正发射极耦合逻辑)、LVDS(低压差分信号)等，但这些技术大都被国外垄断，国内很少有人研究。 本文深入研究了HSTL I/O buffer电路的理论和工作机制，分析了高性能HSTL I／Obuffer的设计技术。在相关理论研究的基础上，基于0.18μm标准CMOS工艺设计了一款高速HSTL输入输出buffer。Hspice模拟验证结果表明，该设计功能正确、性能稳定，并进行了流片。本文的主要研究内容包括： 1．研究了HSTL电平标准和HSTL I／O buffer的工作机制。指出了传统I／O buffer的不足，设计了满足设计目标的高性能电路。 2．分析了影响HSTL I／O buffer性能的因素。对输入buffer分析了增益、共模响应、线性度等制约性能的因素，通过电路改进使性能大大提高；对输出buffer改进了电路的驱动机制，驱动能力得到改善。分析了噪声对接口电路性能的影响，并提出了噪声抑制的方法。 3．在HSTL I／O buffer相关理论研究的基础上，基于0.18μm标准CMOS工艺，设计实现了一款高性能输入输出buffer。模拟结果表明，该buffer的频率可达500MHz以上，并且具有良好的稳定性。 4．电路验证与测试理论的研究。提出了功能测试和性能测试相结合的测试方法，并结合测试的需要对版图进行了合理设计。同时研究了高速PCB板的设计理论和设计方法，并制作了HSTL I／O buffer测试PCB板。