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随着IC技术和PCB工艺的发展，信号的周期和上升沿时间变得越来越短，PCB上的器件和导线越来越密集，高速数字设计已突破传统低频电路设计的思路，形成了一套专门的设计流程和规则。高速电路的信号完整性设计是保证正确实现系统功能的前提，电磁兼容性设计和相关的测试认证则是设备投入产品级应用的前提。
本文以高速以太网交换机硬件设计为背景，研究了高速数字设计中的一系列关键技术，包括传输线理论、端接技术、电源设计、地平面设计和叠层设计、滤波和电磁屏蔽等，这些关键技术在千兆以太网交换机和快速以太网交换机的硬件设计与实现中得到了验证。文中还总结了硬件调试工作的体会，并通过电磁兼容性分析对现有交换机设备提出了EMC设计方面的改进建议。
本文一共分为5章，第一章提出了千兆以太网交换机和快速以太网交换机的应用背景及其高速数字设计所面临的问题；第二章研究了相关高速数字设计中的关键技术，包括传输线理论、端接技术、电源设计、地平面和叠层设计、滤波设计以及经验性的电路设计和调试技术；第三章介绍了千兆以太网交换机交换模块的硬件设计，包括原理设计和PCB设计；第四章介绍了快速以太网交换机的改版设计；第五章阐述了电子设备的电磁屏蔽机理，针对现有设计的不足，提出有关EMC改进方案，并对交换机的高速数字设计做出展望。