本文基于Ansys Electronics Desktop软件和Aurora自动化仿真云平台,提出了 一种基于电源分配网络（PDN,Power Delivery Network）电路连接模型（Spice Netlist,该模型文件后缀为SP,因此后文中简写为SP模型）的高速数字电路信号完整性与电源完整性协同仿真方法。这种方法相比基于PDN谐振点的协同仿真方法而言具有更高的精度和更简单的操作流程;相比基于IBIS5.0模型的协同仿真方法而言具有更高的普适性和更低的芯片设计成本,具有较高的研究价值。本文中首先介绍了传统的、分立的信号完整性与电源完整性的仿真流程,并详细阐述了传统仿真方法无法满足现代高速数字电路仿真需求的原因,和亟需更精确的协同仿真方法的现状。在这个基础上,进一步分析了现有两种协同仿真方法的不足之处,并参考信号完整性时域电路仿真中将S参数模型转换为SP模型从而提高精度的方式,提出了一种基于电源分配网络SP模型的新协同仿真方法。该方法综合了已有方法的优点,同时又避免了它们各自的缺陷,具有更高的工程价值。在仿真方法验证方面,本文中从三个角度出发进行了全方面的论证和说明。首先将传统仿真方法与协同仿真新方法得到的仿真结果进行对比,验证了在信号链路的时域仿真中加入电源SP模型后,信号质量确实产生了明显的恶化。其中受影响最大的就是信号的抖动参数,这与前人的研究结论是一致的。然后通过仿真结果和实测结果的对比,计算了该方法的精度——以实测结果为标准,该方法的精度在2%以内,大大高于业界10%的标准。最后将本文中研究的协同仿真新方法应用于实践中,用已知方法对一个设计不达标的电源网络进行优化,再用该方法进行仿真测试,得到了符合预期的结果,论证了其在实际工程中的应用价值。由于本文中研究的协同仿真方法在时域仿真中引入了电源网络,大大提高了时域仿真的时间,针对这个仿真效率的问题,提出了一种基于Python数据处理的长链路S参数提取效率优化的方法。该方法基于不同类型S参数性质对电磁场仿真流程的效率进行优化,节约了总体仿真的时间成本。