随着半导体技术的飞速发展以及人们对于电子设备小型化和多功能化的要求,现代电子系统正向着高密度、高速度、大功率、低功耗的方向发展。由此而产生的高速电路设计问题,如信号完整性、电源完整、电磁兼容等,已成为困扰现代电子设计的主要问题,传统的设计方法和流程已不能满足现代高速电路设计的要求。因此,有必要对高速电路信号完整性问题进行系统、深入的研究,以应对现代高速电路设计的挑战。本文以理论研究为基础,借助软件仿真分析,对信号完整性、电源完整性、电磁兼容三大类信号完整性问题分别进行了深入细致的研究分析,重点研究了信号完整性和电源完整性。针对现代高速电路信号完整性研究的现状和需求,本文主要进行了如下研究工作:针对现代高速电路设计的研究现状,阐述了从信号完整性、电源完整性、电磁兼容三个方面对高速电路进行综合分析和层次化设计的思想。对现代高速电路设计中日益显著的传输线非理想效应进行了研究与总结。对欠驱动和过驱动情况下所造成的环绕振荡和振铃两类最基本的反射现象进行了仿真分析与阐述,并对影响反射的因素进行了仿真分析和研究,在此基础上总结了抑制反射的六种阻抗匹配措施,并通过仿真分析验证了这六种匹配措施对反射的抑制作用。从能量耦合的角度对串扰进行了深入的理论分析,并对影响串扰的主要因素进行了仿真分析,得出了它们对串扰的影响效果,在此基础上提出了抑制串扰的一般性措施。通过仿真分析,验证了布线拓扑结构设计对信号完整性的重要影响,指出了良好的布线拓扑结构设计是信号完整性设计的基础,并对布线拓扑结构进行了详细的归纳和总结。详细研究了电源分布系统的构成,并对电源完整性设计的重点去耦电容的特性进行了详细的研究。在此基础上,本文提出了一套基于目标阻抗法的电源完整性设计方法和流程,并将其应用于实例设计。与传统PI设计方法相比,本设计方法和流程能显著提高设计效率,降低设计和生产成本。对高速电路电磁兼容问题进行了基础性的研究与分析,提出从信号完整性和电源完整性设计的角度来优化系统EMC性能的观点。总结并完善了基于EDA工具仿真分析的现代高速电路设计方法和流程,并对仿真模型和仿真软件的选取进行了探讨。并基于该设计流程和信号完整性设计规则对一块信号处理子板进行了信号完整性设计,通过布线后仿真分析验证了该信号处理子板完全满足系统信号完整性的要求,从而验证了该设计方法和流程在现代高速电路设计中的重要作用和优越性。