根据摩尔定律,电子产品朝着小、快、便宜的方向发展。IC制造工艺不断进步,片上尺寸不断减小,芯片逐渐向高速电路靠拢,曾今的低速电路已经不能满足人们日常生活需要。在高速电路时代,信号完整性与电源完整性问题逐渐引起人们的重视。本文针对高速电路中信号完整性(Signal Integrity SI)与电源完整性(Power Integrity PI)问题,从基本原理、仿真模型以及实例仿真等角度进行研究,主要有以下几点:1.首先对传输线模型进行研究,高速电路设计中曾经作为连接器件的导线已经不再适用,传输线才是当今电路设计中应用最为广泛的工具。通过对传输线等效模型的研究,可以推导出电流电压的关系以及信号反射的机理。然后对信号完整性(包括信号的反射、振铃、端接方式和串扰模型等)与电源完整性问题(包括供电网络、PDN系统噪声、去耦电容原理和目标阻抗等)进行理论研究。通过对传输线理论以及SI/PI理论的研究,可以为高速电路仿真奠定数学模型基础。2.重点研究了几种常用的SI/PI仿真模型,主要包括S参数模型、眼图原理与测量以及IBIS模型。这三者都是目前高速电路仿真中常用的仿真模型,其中IBIS模型最为重要,它是当今高速电路SI仿真中最主要的工具之一。通过仿真模型的数学推导与讨论,可以为实际仿真提供理论依据。此外,在高速电路中过孔的寄生效应会对电路性能产生很大的影响,本文建立了过孔等效模型,通过对过孔等效电路寄生电容与寄生电感的研究与计算,提出布局布线中的注意事项,从而避免对电路性能造成干扰。3.以手机中常用LPDDR2芯片电路板为实例,进行PI与SI仿真验证。对于PI仿真,提取电路板参数后测量电源分配网络阻抗,测得阻抗值与目标比对后可以判断电源网络的优劣。通过仿真结果得出结论,电路中加入去耦电容,可以有效降低PDN阻抗。对于SI仿真,同样经过参数提取,在仿真软件中搭建Testbench,通过仿真数据绘制的眼图判断数据传输是否合理。根据仿真结果得出结论,信号线重叠会使数据传输受到干扰,调整后再次搭建Testbench进行时域仿真,数据线眼图得以改善。通过以上几方面的研究与验证,强调了SI与PI在高速电路设计中的重要性,也为以后的研究提供了理论与技术支持。