信号完整性问题的诊断需要建立科学的分析流程，从现象到本质逐步定位根因。常见故障可分为三类：反射问题（过冲 / 下冲超标）、串扰干扰（信号间相互干扰）和电源噪声（电压波动过大）。通过结合仿真数据、测试波形和设计图纸的 "三位一体" 分析方法，可高效定位问题并制定优化方案。

反射问题的根源是阻抗不连续，解决策略集中在终端匹配和阻抗优化。终端匹配方案需根据信号拓扑选择：点到点拓扑适合串联匹配（在源端串联电阻 R=Z₀-R 源，典型值 22-50Ω），该方案结构简单但会增加信号损耗；多点分支拓扑适合戴维宁匹配（通过两个电阻分压实现匹配，优点是适应负载变化），但会增加静态功耗。实际应用中，可通过 TDR 测试定位阻抗突变点，例如：过孔处阻抗升高通常是因为反焊盘过大，可减小反焊盘直径（典型值比过孔大 6-10mil）；连接器处阻抗不匹配需增加阻抗渐变段，长度至少为信号波长的 1/10（10GHz 信号约 3mm）。

串扰控制需采用 "隔离 - 屏蔽 - 吸收" 三重策略。当串扰超标（如 NEXT> -20dB）时，首先增加信号线间距（从 2W 增至 5W 可使串扰降低 15dB 以上）；其次采用接地屏蔽，在敏感信号线两侧布置接地过孔，形成法拉第笼结构，过孔间距应小于最高频率的 1/20 波长；最后可在受害线端添加终端电阻或 RC 吸收网络（典型值 100Ω 串联 10pF），抑制干扰信号的耦合能量。对于高速总线（如 DDR4），需特别注意并行线的长度控制，超过 500mil 的平行布线必须进行错开设计，每 500mil 至少偏移 20mil。

电源噪声的抑制需要系统级解决方案。根本措施是降低电源分配网络（PDN）的阻抗，通过增加电源平面与地平面的耦合电容（每平方英寸约 1nF），配合分立电容（0.1μF 陶瓷电容按 2 个 / IC 布置）和去耦电感（10-100nH），构建低阻抗路径。测试发现，当 PDN 阻抗在目标频率下（如 100MHz）高于 0.1Ω 时，需增加电容数量或采用更低 ESR 的电容。此外，电源平面的分割应与信号回流路径匹配，避免跨分割导致的回流阻抗增大，必要时设置桥接电容（10nF）提供回流路径。

系统性优化需要建立设计规则检查（DRC）与仿真验证的闭环。DRC 检查应包含：阻抗控制（单端 50Ω±10%，差分 100Ω±10%）、线长控制（高速信号长度误差 <1%）、间距规则（高速信号与其他信号间距> 3W）和过孔数量（每个信号网络过孔数 < 3 个）。仿真验证需覆盖极端工况，如最高环境温度（85℃）、最大负载和最差布局情况。通过建立 "设计 - 仿真 - 测试 - 优化" 的迭代流程，可将信号完整性问题的解决率提升至 95% 以上，显著提高产品可靠性。