隨著數據傳輸速率的提升與高速電子設備的體積縮小，對訊號與電源完整性（SI/PI）的要求越來越高，同時需要降低干擾或雜訊的風險。當數據速率提高時訊號頻率增加，訊號的傳播更類似於高頻電磁波，而非傳統電路電流，因而導致訊號完整性問題。瞭解高速電子設備的行為超出了電路模擬的範疇，它需要採用全波3D模擬來全面建模電磁場，以助力高性能印刷電路板的設計分析。
「數位雙生」（Virtual Twin）可在模擬環境中重現物理測試，幫助訊號與電源完整性在設計初期即獲得精確設計。數位雙生是一種高精確度的系統模型，將所有相關數據整合於一體。常見的SI/PI測試，例如壓降分佈（IR-drop)、眼圖（Eye Diagram）與Bathtub Plot，都可以透過數位雙生在虛擬環境中進行重現，同時，也可以模擬如EMC測試設置，例如輻射量測與大電流注入（BCI）。
可靠的數位雙生必須依賴準確的模型支持。SIMULIA提供實際材料的專業資料庫，並支援透過測量數據建立客製化材料模型，涵蓋如頻率相關材料等多種特性，確保模擬結果的準確性與可信度。
CST Studio Suite的電磁模擬工具可與多種業界標準的ECAD和MCAD工具無縫整合，幫助電子工程師在設計流程的各個階段——從佈局前、佈局中到佈局後，分析訊號與電源完整性問題，以及電EMC相關挑戰。
專業工具為專業工程師提供分析IC封裝、PCB和電纜所需的規則檢查器和模擬求解器。通用型3D求解器能夠模擬整個電路板或設備的完整系統，而IdEM提供的寬頻巨模技術則能從3D電磁場模擬中提取SPICE模型，實現精準的電路分析。此外，共軛熱傳遞（CHT）模擬可以與電磁模擬耦合，用於分析電子設備的熱性能並優化高效散熱系統設計。
訊號完整性（Signal Integrity, SI）指的是確保資料在傳輸過中不失真，讓「1」、「0」這類數位訊號能從模擬訊號中準確還原。業界常使用「眼圖」來評估訊號品質，即透過示波器將大量隨機位元疊加顯示所形成的圖形，清晰的眼圖代表良好的訊號品質。關鍵影響因素包括：
電源完整性（Power Integrity, PI）著重於分析電源分配網路的效能。它有助於確保元件接收到的電壓在容差範圍內，且不會產生干擾。IR-drop是常見的PI問題，由於損耗導致電壓在PCB電源層兩端的電壓降低。另電力電子設備則會產生開關雜訊，電壓的高頻變化可能導致干擾和SI問題。在電路設計中，適當地配置去耦電容（Decap）可有效降低雜訊並防止其傳輸。
3D全波模擬無需分析近似值，即可捕捉設備及其電子設備的完整行為。包括：
在進行完整電子系統的訊號完整性與電源完整性（SI/PI）模擬時，必須全面考量所有可能導致訊號與電源衰減的因素。包括：
數位系統中的訊號和電源完整性 寬頻巨集建模是一種複雜電子系統的高效模擬方法，透過此技術，可以將單個元件的3D場模擬結果轉換為等效模型。此模型可以作為SPICE等常見電路模擬工具中的模組（Block），進行詳細的系統級EMC與SI/PI分析，包括訊號衰減效應。
利用SIMULIA的CST Studio Suite和IdEM，可輕鬆完成高精度的寬頻巨集建模。CST Studio Suite透過全波模擬生成S參數，作為巨集建模的數據基礎。IdEM基於S參數提取準確的巨集模型，並確保模型滿足以下條件：