多芯片组件（MCM）作为一种能有效提高电子系统集成化、小型化的微组装技术，逐渐成为军工/航天和民用两大领域中电子元器件研制与生产的关键技术。随着MCM对封装密度和系统性能的要求不断增加，MCM中的信号完整性问题成为系统设计的关键，因此对MCM中互连结构进行建模和仿真显得尤为重要。本文在介绍传输线理论和信号完整性分析方法的基础上，阐述了反射和串扰的产生机理，并重点分析了差分对基本理论。针对MCM中互连的特点，首先对造成互连线不连续性的单端拐角和过孔进行建模仿真，得到单端互连信号完整性的优化方法；然后建立互连线串扰模型，分析仿真结果得出MCM互连设计中减小线间串扰的措施；最后对差分过孔和差分拐角进行建模仿真，并得出高速差分互连的设计准则。以MCM互连信号完整性的分析和仿真中得出的设计准则为指导，对网络协议接口MCM进行了系统划分和基于信号完整性的物理实现。然后对网络协议接口MCM的RapidIO和PCI Express高速差分互连线设计方案进行仿真，验证了高速差分互连设计方案的可行性。