随着集成电路向着高密度、高速度、高功率、低电压及大电流的方向发展,电源完整性问题日益突出。诸如叠层结构不合理、去耦滤波不佳、同步开关噪声(SSN)以及电源噪声等问题严重影响着信号的质量。电源分配系统(PDS)如何为印刷电路板(PCB)上各部件提供稳定的电压；如何抑制由复杂的互连结构引起的电源噪声；如何提高高速信号质量等问题已经成为当今电子行业刻不容缓的研究课题。本文首先探讨电源完整性(PI)分析方法,对集成电路上关键电气连接和电源地平面建模,研究了非理想互连结构、布局布线、元器件对电源完整性的影响。针对某大屏幕多功能显示器的接口控制处理模块,根据电源完整性分析进行电源分配系统设计。PDS设计包括电源模块设计、滤波去耦网络设计以及电源地平面叠层结构设计。采用目标阻抗法研究了电源地平面对去耦电容网络设计。提出了不同工作频段上分层设计的思想,探索了去耦电容、过孔、引出线等对PDS端口阻抗的影响。同时,将此研究成果应用于电路模块的单板去耦电容与滤波设计。结合单节点仿真分析与平面多节点仿真分析方法,验证了板上去耦电容数量与位置的合理性。本文研究了电源噪声类型与产生机制,深入研究了PDS噪声的分析方法与抑制措施。研究工作以项目板MWG108B为平台,分析关键信号网络的同步开关噪声(SSN)。分析方法采用Ansoft SIwave工具提取PCB上信号网络的S参数模型,然后导入Ansoft Designer进行协同仿真,模拟实际工作时的SSN问题。系统探讨电源噪声的一种新型电源层分割方法。应用交流阻抗型电磁带隙结构(AI-EBG)与叠层设计中。研究了AI-EBG与L型狭缝EBG的电气特性,分析对比了两者在阻带内对噪声的隔离效果,并将AI-EBG结构应用于项目板电源层的分割,验证了其隔离SSN问题的有效性。设计产品经过多次测试,满足电磁兼容的要求。