目前，國內外相關信號完整性（信號完整性，SI）工程與研究尚不成熟，其分析方法和實踐尚未完善，并且仍處于不斷探索的階段。在基于信號完整性計算機分析的PCB設計方法中，最核心的部分是建立PCB板級信號完整性模型，這是與傳統設計方法的主要區別。
SI模型的準確性將決定設計的正確性，而SI模型的可用性決定了該設計方法的可行性。高速數字電路設計中的問題突出如下：（1）工作頻率的提高和信號上升/下降時間的縮短將減少設計系統的時序裕度甚至問題時間; （2）傳輸線效應引起的信號振蕩，過沖和沖擊將是設計系統的容錯，
噪聲容忍和單調性構成了巨大的威脅; （3）信號在此時間內降至1ns后，信號之間的串擾成為一個非常重要的問題，（4）當信號為信號時，電源系統的穩定性和電磁干擾（EMI）問題變得非常突出。當時接近0.5ns。在高速系統中，能否處理系統的信號互連，解決信號完整性問題是系統設計成功的關鍵。
同時，信號完整性也是解決電源完整性，電磁兼容性和電磁干擾（EMC / EMI）問題的基礎和前提。
傳輸線理論的高頻效應和高頻效應在高頻情況下的皮膚效應，電磁波進入導體會急劇衰減，即使在低導體波長的距離內，電磁波也已經明顯衰減，所以高頻電磁場只能存在于導體表面的薄層中，這種現象稱為皮膚收獲效應。電磁波場幅度衰減到表面的1 / e的深度是趨膚深度類型（1）：電導率越大，電導率越好，工作頻率越高，趨膚深度越小，導致高頻電阻遠大于低頻或直流電阻。在幾個載體導體之間的相互電磁干擾中，每個載體導體的橫截面的電流分布不同于隔離的載體導體的橫截面的電流分布。當存在兩個相反方向電流的相鄰導體時，最近點的電流密度在彼此靠近的兩側最大，并且當兩個電流的當前方向時，兩個外側的電流密度最小。 - 載波導體是相同的。
通常，鄰近效應使得等效電阻增加并且電感減小。
傳輸線理論廣義傳輸線是指導電磁波沿某一方向傳輸的導體，介質或導航系統。一般討論的傳輸線是指微波傳輸線，其理論是長期理論。當可以將傳輸線的幾何尺寸與電磁波的波長進行比較時，必須考慮傳輸線的分布參數（或寄生參數）。
在高速數字或射頻電路的設計和高速電路的仿真設計中，許多電磁現象必須用傳輸線理論來解釋，傳輸線理論是研究高速數字（或射頻）電路的基礎。基本傳輸線理論當傳輸信號速率或頻率達到一定時間時，必須考慮傳輸信號在信道上的分布參數。以并聯雙導體為例，對它們的集膚效應導致每單位長度的RF阻抗增加。當它到達RF部分時，平行雙線周圍的磁場非常強，必須考慮寄生電感，并聯雙線之間的電場應該等于電容。同時，電線之間的電流也要考慮電線之間的漏電現象。
因此，單位長度傳輸線的等效電路可以由R，L，G，C4組成，如圖1所示。圖1單位長度傳輸線的等效電路由通過傳輸線方程表示可以得到Hoff定律，可以寫出傳輸線方程的解：V +，V-，I +，I-分別是電壓波和電流波幅度常數，+， - ，表示入射波（+ Z）和反射波（-Z）的傳輸方向。傳播常數C定義為公式：A是A衰減常數; B是A相常數。傳輸線上某點的電壓和電流分別是入射波和反射器的疊加。
Z軸上的點處的電壓和電流表達表示在傳輸線上傳輸的電壓波和電流波是時間和傳輸距離的函數。
集成傳輸線理論集成傳輸線包括微帶線，帶狀線，耦合線和各種共面波導。微帶線是目前混合微波集成電路和單片微波集成電路中最常用的平面傳輸線之一。它可以用于光刻，并且易于與其他無源微波電路和有源微波器件集成，以實現微波元件和系統的集成。
微帶線的信號線位于外層，而層位于線的另一側，易于測試。帶狀線，也稱為三板線，由兩個矩形橫截面導體帶組成，在地板之間填充均勻的介質或空氣。帶狀線的信號電纜夾在兩個電源層之間，理論上它最好能夠傳輸信號，因為它在兩側都有電源層屏蔽。
但它內部隱藏了信號線，不利于測試。信號完整性理論信號完整性（SI）主要研究沿線信號傳輸的質量和時間。通常，需要解決的信號完整性問題包括：（1）由于阻抗不匹配引起的反射; （2）由相鄰信號耦合產生的串擾; （3）超調和下降; （4）振鈴，表現為信號重復振蕩，可以通過適當的終止來抑制; （5）地平面回彈噪聲和開關噪聲，對于高速器件，大量數據總線信號快速翻轉，通過接地回路的電流變化導致非理想的接地平面，（6）功率分配，高速電路，控制電源/接地平面阻抗是系統設計的關鍵，（7）定時問題，對于高速設計，信號傳播延遲，
時鐘偏移和抖動等因素足以阻止系統正確判斷數據，并且（8）EMI問題，包括電磁輻射和抗干擾問題，解決PCB設計中的EMI問題是最重要的環節。系統EMI控制，成本最低。仿真模型和建模方法spice仿真模型和建模方法Spice仿真模型SPICE（集成電路強調仿真程序）是一個可以分析和模擬的通用電路分析程序
一般條件下的各種電路特性。 SPICE程序可以取代整個電子實驗室的功能，例如面包板和示波器。 SPICE程序擁有大量的器件庫，包括：（1）無源器件模型，如電阻器，電容器，電感器，傳輸線等; （2）半導體器件模型，如二極管，晶體管，結FET，MOS場效應管等; （3）各種電源，包括線性和非線性受控源，如獨立電壓源
，電流源，受控電壓源，電流源等。（4）A / D，D / A轉換接口電路和數字電路器件庫。 SPICE模型的建模方法通常使用兩種設備，一種是分立元件，另一種是芯片。
根據器件類型采用兩種電路建模方法。 1）基本設備型號。例如：電阻器，電容器，電感器，普通晶體管等，這些是構成電路的最基本單元。物理方法通常用于通過使用描述設備的物理屬性作為起點的等式來對設備進行建模。
不同工作頻率下同一設備的型號不同。 2）芯片子電路器件模型。芯片通常由一些基本元件組成，基本單元元件和它們之間的連接關系以網絡表的形式變成子電路，用于其他電路調用，構成芯片子電路模型。
黑盒子（Blackbox）方法通常用于建模，即將設備作為黑盒子，重點關注端口的工作特性，用它來形成模型。 IBIS仿真模型和模型結構IBIS仿真模型IBIS（input / outputbuffer info）輸入/輸出緩沖區信息規范，是標準模型信息的一個組成部分。 IBIS模型是一種基于V / I曲線快速準確地構建I / O緩沖區的快速而準確的方法。它是反映芯片驅動和接收的電氣特性的國際標準。它提供標準文件格式來記錄驅動器輸出阻抗，上升/下降時間和輸出負載等參數，使其成為振鈴的理想選擇（
振鈴）和串擾（串擾）等高頻效應的計算和模擬。 IBIS模型結構IBIS模型是用于描述I / O緩沖信息特征的模型，輸出輸入端口的行為描述可以分解為一系列簡單的功能模塊，這些簡單的功能模塊可以從中建立一個完整的IBIS模型，即緩沖單元中的基本元素，
這包括封裝的寄生參數（輸入，輸出或使能端），晶圓本身的寄生電容，電源或接地保護電路，閾值和使能邏輯，上拉和下降 - 電路，等等。
PCB板仿真相關參數的PCB仿真實例及其結果分析設置印刷電路板仿真有兩種：線路仿真和板級仿真。線路仿真可以根據信號完整性和時序要求的設計，在布線前幫助設計人員調整元件布局，規劃系統時鐘網絡，確定關鍵線路網絡終端策略，在布線過程跟蹤設計中，在任何時候反饋布線效果。板級仿真通常在PCB des基本完成后進行可以考慮諸如電氣，EMC，熱性能和這些因素的機械性能對SI的影響以及這些因素之間的相互作用，從而進行真正的系統級分析和驗證。 在仿真中，首先要加載組件的仿真模型，然后進行預仿真，確定布線過程中所需的參數和一些約束條件，然后在實際布線過程中隨時通過線仿真 檢查布線的效果，最后在布線板級仿真基本完成后檢查系統性能[6]本文的一個例子是小型封裝熱插拔光纖收發器模塊的反射仿真分析 用于SFP（小型可插拔光收發器）。在完成SFP光收發模塊的原理圖設計后，建立了結果分析的仿真實例和仿真模型，開始設計PCB板。由于SFP光收發模塊的工作頻率設置為1.25Gbit / s，數據速率非常高，差分線的長度很長，因此必須使用微帶傳輸線進行阻抗匹配以減少源和終端的反射，從而確保信號的質量。根據原理圖中MAX3748的芯片數據，差分線的單端輸出阻抗為50Ω，根據SFP-MSA協議，主板上接口部分的差分阻抗，即RD + / -port，是100歐米茄。根據差分線理論，兩條平行微帶線傳輸線的差分阻抗等于沒有耦合的單端阻抗的兩倍，因此必須使用特性阻抗為50Ω的傳輸線進行匹配。用于提取MAX3748和連接器J1之間的互連網絡的拓撲結構如圖2所示。由于J1是連接器，因此沒有相應的IBIS模型數據可以被調用，因此為了進行模擬，系統附帶一個J1的差動接收器DIN1。
并設置適當的工作頻率。通過仿真結果對MAX3748與J1之間的互連進行拓撲仿真結果和分析，信號質量達不到設計要求，主要存在以下問題：（1）上升沿和下降沿存在非線性; （2）波形有一定的過沖和下降; （3）邊緣速率減慢。鑒于上述問題，通過對電路的進一步分析，發現這些現象是由兩個因素引起的。 1）因為SFP光收發模塊主要使用差分線進行信號傳輸，根據SFP-MSA協議，主板上的差分阻抗為100歐姆。此外，MAX3748差分輸出端的阻抗為100Ω，在之前的仿真中，當系統提取拓撲時，默認阻抗為60Ω微帶線，導致阻抗不匹配。
2）因為系統的差分輸入端裝在J1后面，當它處于高阻態時，相當于端子開路，有很大的反射。因此，為了確保信號質量，必須進行阻抗匹配。差分傳輸線的阻抗設置為100Ω，根據差分微帶線理論，傳輸線計算軟件可用于計算線寬為15mil，線間距為10mil，以及相應的單端阻抗約為62.5歐米茄。由于差分線之間存在一定的耦合，因此先前模擬的拓撲中的非破壞性微帶線被實際的有損和耦合微帶線代替，以進行仿真分析。
同時，拓撲中增加了一個50Ω的終端電阻，用于連接3.3V電源。
修改后的拓撲結構如圖3所示。修改后的拓撲結構表明信號具有良好的信號完整性，可用于仿真波形和眼圖分析。信號的過沖幅度約為54mV，上升沿和下降沿約為100ps，差分輸出信號的擺幅達到約850mV，滿足信號輸出的要求。
