高速链路系统受到众多因素的影响,包括互连密度、带宽、信号完整性及功率需求等。随着串行链路系统向高速度、高密度、低功耗、低电压及大电流发展,数据传输速率显著提高,高速串行链路信号完整性设计面临前所未有的巨大挑战。如何获得可传输多Gbps信号的高速、稳定、可靠的互联系统成为目前国内外许多企业和研究机构争相突破的课题。本文对信号完整性分析过程中涉及到的基础理论进行了简要总结。从麦克斯韦方程讲起,引入传输线理论和散射参数,接着对系统的发射器、信道、接收器这三个主要环节进行系统的分析,最后对时序抖动和系统裕量分配做了简要介绍。设计了一个可以支持6Gbps SAS2.0高速串行链路的产品系统,并分别对该链路的信号完整性进行了仿真分析和实验验证。首先,对PCB走线的建模、阻抗、串扰等方面进行了分析;其次,针对单板的PCB过孔进行了三维电磁场建模并探讨了过孔阻抗和回损的优化方法;然后,通过一个纯PCB走线的链路的仿真,研究了收发射器、编码方式、无源信道等因素对信号完整性的影响;最后,搭建该产品的完整链路系统,并通过过孔阻抗调整进行设计优化,最终通过了SAS2.0对无源传输信道仿真要求。为了验证仿真的准确性和该产品高速链路的健壮性,设计了相应的测试夹具并投板制造加工,在常温、高低温及温巡环境等各种极端条件下对系统运行业务压力进行测试,将实际产品业务测试环境实测结果与全链路无源特性仿真的结果进行对比,进一步分析无源仿真方法是否准确、客观、可靠;通过实时误比特查询,闭环分析产品系统是否能满足6Gbps SAS2.0高速串行链路产品在各种复杂应用环境可靠运行的信号完整性要求。本文对PCB走线和过孔建模的方法的研究,和测试夹具板的无源测试数据对比结果一致性很好,该建模仿真方法具有很好的工程精度和应用价值,可以在类似设计中广泛推广应用。SAS总线技术广泛应用于企业级高性能磁盘产品中,但由于高速串行链路信号完整性设计的挑战大、门槛高,国内能推出6Gbps SAS 2.0产品的厂商可谓凤毛麟角,本文对6Gbps SAS2.0高速串行链路仿真分析方法的研究,提供了一种采用通用ADS软件快速进行高速串行链路仿真的全新思路,可供其他6Gbps以上速率的各种高速总线设计中参考借鉴。