随着电子设计领域的飞速发展,高速数字电路的规模越来越大,时钟频率日益提高,高速数字电路的SI (Signal Integrity,信号完整性)问题也变得更加突出。采用SI分析与仿真的方法来设计高速数字电路,可以有效地避免电路中的SI问题。本文利用HyperLynx对某高速数字电路进行SI分析与仿真,发现电路中的SI问题,并提出了一套较完善的改进措施,其主要内容和成果如下：1.研究了高速数字电路SI的相关理论。对高速数字电路和SI进行了概述。建立了具有分布参数特性的传输线模型,通过理论分析推导了传输线的两个重要的方程。分别建立了反射、串扰和同步开关噪声的分析模型,通过相关理论推导了它们的计算公式,解释了它们产生的原因,并提出了这些问题的解决办法。最后揭示了SI问题的根源,为后续研究奠定了必要的理论基础。2.利用HyperLynx对某高速数字电路的三个重要部分进行了SI分析与前仿真。根据高速数字电路的实际情况,设置了准确的叠层结构和传输线的特征阻抗,建立了相应的电路仿真模型,并结合高速数字电路SI的相关理论知识,分别对FPGA(Field Programmable Gate Array,现场可编程门阵列)配置电路、DDR3(Double Data Rate 3,第三代双倍速率)高速存储电路以及TLK2711高速数据传输电路进行了SI分析与前仿真。从中发现了电路中的反射和串扰问题,并根据具体情况采取了端接电阻、缩短线长、加大线间距等措施改善这些问题。3.利用HyperLynx对该高速数字电路进行了SI分析与后仿真。首先,利甩全局快速仿真找到PCB (Printed Circuit Board,印制电路板)中所有出现SI问题的网络；然后,根据电路的实际情况,调整叠层参数、设置正确的电压值,提取这些存在SI问题的网络,并加载IBIS (Input/Output Buffer Information Specification,输入／输出器的信息)仿真模型进行SI分析与交互式仿真。该设计方法成功地找到了电路中的延时、串扰、反射等SI问题,提出了一套合理的改善措施,并结合第二章的基本理论,对该高速数字电路进行了改进,以解决电路中的SI问题。4.搭建了测试平台,分别对存在SI问题的高速数字电路和改进的电路进行了测试,并验证了SI问题的改善效果。测试的具体内容主要包括两个方面：高速数字电路的三个关键部分和整体电路。通过对比分析测试的数据,表明存在SI问题的高速数字电路无法正常工作,而改进的电路的各部分和整体都能正常工作,从而验证了改进的电路有效地避免了SI问题,保证了电路的正常工作。