随着集成电路工作频率的不断提高和尺寸的缩小,高速电路与系统设计时的信号与电源完整性分析变得越来越重要。如何构造精确有效的数字I/O缓冲器宏模型用于系统级的仿真,是信号完整性分析中的重要问题。本文首先介绍了信号与电源完整性分析的基本过程,着重阐述了数字I/O缓冲器模型的重要性,概述了目前使用的IBIS模型,及正在研究的基于电路非线性动态特性严格描述的缓冲器建模方法。本文的主要工作是提出了基于电路先验知识的数字I/O缓冲器模糊逻辑建模方法。用模糊逻辑建立一个问题的模型首先要确定模型的结构,包括规则的条数,采用的隶属函数,及前提与结论的形式;然后通过初始模型的构造与后续学习训练两个步骤确定模型的参数。本文在充分考虑到数字I/O缓冲器输出端结构与工作特性的基础上,提出用于这种场合的TSK模糊逻辑系统结构可以进行简化,简化后的模型复杂度降低,参数明显减少,并且规则的条数与前提部分的参数可以根据驱动器输出端的直流特性进行选择。这大大简化了模型构造过程,使一开始构造出来的初始模型就有较好的逼近精度,后续模型参数的学习训练只需经过少量的迭代。在此基础上,本文进一步将这一方法用于数字缓冲器的电源完整性建模与低压差分LVDS缓冲器的建模。最后通过多个实际缓冲器的建模,说明了本文方法的有效性。