随着信息技术的发展，以太网实现了从十兆，百兆,千兆到万兆的飞速发展。以太网交换设备的器件速度和系统复杂度也随之有了很大的提升。当器件开关速率进入皮秒级后系统中电磁兼容性，信号完整性和电源完整性问题日益严重一旦设计不当，会导致严重的后果。在传统的硬件设计中我们往往依靠设计人员的经验进行设计并在完成设计后对系统验证，并通过对设备进行测试发现问题再采用改板方式解决发现的问题。这种设计方法对时间和成本的开销都非常大。在竞争激烈的市场上往往处于被动的地位。本文设计了一款万兆二层以太网交换机。并在初期引入了电磁兼容设计理念，采用设计+分析+仿真+设计的设计流程。并对关键信号和电源进行了验证。全文第一章介绍了电磁兼容的背景和研究意义，对比了国内外研究现状。第二章阐述了电磁兼容的基本理论，说明电源完整性和信号完整性对高速设备电磁兼容特性的影响。第三章着重对高速系统中可能导致电磁兼容问题的因素进行分析并提出解决方法，第四章介绍研究阶段设计的一款万兆以太网交换机。第五章介绍硬件仿真常用的模型建立和选择方法，对电源完整性仿真和信号完整性仿真进行了分别研究。并对IBIS模型的设计和验证进行了深入的探讨，确立需要仿真的关键信号。第六章分别对电源谐振和关键信号的信号完整性进行仿真，根据第三章所讨论的改进方法对不合理之处进行改进，并验证效果。第七章总结了本次研究的主要工作和不足，并对以后的研究提出展望。本论文以信号完整性和电源完整性为基础，提供了易用可行的技术解决方案，并通过设计交换机硬件为契机，将其易用到实际生产设计中。为今后的研发提供了行之有效的思路。从源头保证产品的可靠性，缩短开发周期，降低成本并提升了设备的性能，对从事高速硬件研发工作有一定的指导作用。