电子系统集成研究与现状

曹云起

摘要：本文从分析了电子系统集成方式，对我国现今电子系统集成技术的发展和现状进行研究，以期为电子系统集成技术的发展提供理论支持。

关键词：单片集成;电子系统;制造业

中图分类号：TN401 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2018）11-0235-02

1 引言

电子系统集成能够解决简单系统无法胜任的一些任务，在国民经济中起到越来越重要的作用，电子系统对促进社会经济进步和国民生产总值提升起到了非常重要的作用。在一定标准模块的基础上，对其中的一些模块在某些标准上进行集成，进而得到集成电子系统。因为标准模块具有通用性，因此可以在多个场合中进行应用，减少产品规格类型，有效降低成本，经济效益也更高[1]。

电子系统集成是由两个或两个以上的单元相互融合，以满足特定条件下需求的一个功能集成体。集成系统从满足人们需求出发，集成管理、技术以及资源等内容，相对于简单的單一系统，其综合性更强，可移植性高。利用电子集成系统，结合智能控制等其他先进技术，能够充分满足现阶段复杂系统的应用需求，优化电力电子系统集成的流程，在降低生产成本的同时，电子产业的生产效率也得以提高，同时降低了劳动力需求量。除此之外，电子集成系统的应用能够大大提高自动化水平，电子元件和技术的应用更加方便、快捷。

2 电子系统集成方式

2.1 单片集成

单片集成就是使用单片系统SOC（System On Chip）的设计方法，利用半导体集成的工序将各种器件和电路集成在一块硅片上，形成一个小系统。使用这种方法能够极大地提高系统的集成度，减小系统的体积和重量，并且便于自动化生产和大批量生产，但是因为不同器件的制作工艺和标准相差较大，这种方法的实现难度较高，例如高压大电流的器件和低压小电流的器件之间的差异导致制作工艺和标准相差巨大，除此之外系统的散热和高压隔离问题也很难解决，所以现在技术生产的大部分器件只能适应功率消耗不大的系统，例如TopSwitch（主要用于AC/DC转换器，具有体积小，重量轻，85V-265V宽输入范围等特点）系列开关电源芯片。但是随着技术工艺的不断提升和新型材料的研制，这个问题一定会得到解决，突破功率的限制[2]。

2.2 混合集成

利用封装技术将包括功率器件、驱动电路、控制电路和保护电路在内的多个结构集成在某一个模块中，借其完成一些特定的功能，并与其他功能模块和单元相互独立，功能互不干扰。这种集成方法即称为混合集成的方法。混合集成针对电路间的组合与高压隔离问题带来的影响，提高集成效率的同时也减少了电子集成系统的体积和重量。纵然混合集成方法具有较高的效率和功能，但目前仍然存在一些技术问题，如分布参数的设定和更改、电磁兼容性、热传导性等，这些技术问题难以解决，就无法真正降低电子系统集成成本。因此，这种高可靠性的集成方式，也是主要应用于中功率应用，正在向着高功率发展。以IPM智能集成模块为例，这种混合集成方案是针对电子系统集成中存在的高成本与高技术难度，结合现有的技术水平所能实现的最好的解决方案，这项技术进步将具有广阔的发展。

2.3 系统集成

现阶段，在工程领域多是采用系统集成的方法对电子系统进行集成，系统集成技术主要是将现阶段已有的实体和电路进行拼接、组合，将其组成一个新的完整系统，这一技术在电力电子技术领域的应用也越来越广泛。比较典型的例子为通信电源系统，该集成系统集成度较低，因而在技术层面易于实现，虽然在电源系统中各个部件是独立的元器件，但相对于传统的独立装置和电路，其在体积和重量上都得到了大幅度的改善。另外，系统集成的方法现在还多运用在一些大功率、功能复杂的系统。

3 我国集成系统研究现状

在过去的几十年里，电力电子系统已经得到了十分快速的发展，也对电子系统集成技术提出了更高的要求[3]。

3.1 优势分析

（1）发展速度快。随着电子集成系统技术不断进步，单一的集成技术和方法已经无法满足越来越复杂的系统要求，互补性发展趋势越来越明显。而我国一些国内的电子集成系统生产企业多是仅具有针对某一种集成系统进行研究和运用的技术，而非各种集成技术都能完整的应用。基于此，当遇到一些大型项目的时候，协调企业利益，促进各种集成技术之间的互补，开发研究新的集成方法就格外重要。值得注意的是，近年来公司更加注电子系统集成技术的快速发展，综合电子系统集成技术，以适用于不同发展的需要。（2）与制造业联系越来越密切。技术的进步归根结底还是为了制造业服务的，制造业的好坏也决定着国家的综合实力的高低，电子系统集成技术亦是如此。通过发展电子集成促进制造业的快速发展也符合现在我国国情的基本需求。随着电子集成技术应用市场不断的扩大，许多只做软件开发和制作的公司也开始进军电子系统集成技术的领域。（3）我国政府鼓励，重视电子集成系统的发展。针对电子集成系统在技术、社会生活等方面均起到了越来越重要的作用，我国政府方面积极协调电子集成系统发展不平衡现状，制定发展策略，提出对应推动发展政策，为电子集成系统发展提供更多推动力。面对电子集成系统对生活、工作效率提升的优势，为相关行业创造更多发展机会，同时制定发展标准与管理规范，维护电子集成系统长久发展。以先进的发展规范，引导电子系统和自动控制行业发展，帮助其避免市场恶性循环而造成的不利影响。

3.2 劣势分析

在经济全球化的浪潮下，我国紧跟时代发展潮流，积极开展电子系统的设计与开发，但因为我国起步较晚，在技术和经验上都远远比不上西方发达国家，人才缺口大，高校课程开展大多更加注重基础知识的教育，针对于先进技术鲜有涉及。因此，我国电子系统集成技术还将面临着十分严峻的挑战。

3.3 发展趋势探究

（1）朝着模块化的方向发展。在实际应用中，电子集成系统本身应用十分广泛，并且常常会在一些特殊功能尤其是高端领域的场合中得到应用。不同的需求要求系统搭载功模块不同，因此，模块化的设计十分重要，在电子系统集成中可先预留一些位置，然后根据不同的场合要求为其添加不同的模块，或者是提供一些可供选择的部件，如此可以大大提高元件更换效率，扩大元件的应用范围。（2）朝着数字化的方向发展。数字化是智能化电子系统的重要发展方向，电子系统通过数字化的发展能够实现资源信息共享，大规模提高电子产品的生产效率。此外，数字化技术在促进不同企业之间的沟通方面也起到了十分重要的作用。

4 结语

电子系统集成技术的发展对自动化技术革新意义非凡，尤其是集成电子系统在一定程度上分丰富了人们的精神世界，使生活形式多样化，政府部门也对此十分重视。当然集成电子系统在未来发展中的竞争也将十分激烈，所以需要选择强强联合的方式奠定扎实的发展基础，另外在技术的快速发展下，电子系统集成技术也得到了大规模的发展和应用。

参考文献

[1]代磊.国内航空电子集成技术的产业发展研究[J].电脑知识与技术，2018，（15）：215-216.

[2]路明曌.电子与智能化的网络集成技术[J].通讯世界，2017，（7）：69-70.

[3]刘哲男.基于雷达电子对抗异构仿真系统集成技术研究[J].电子测试，2018，（8）：19-20.

Research and Current Situation of Electronic System Integration

CAO Yun-qi

（Jining Yucai Middle School， Jining Shandong  272100）

Abstract：In this paper the way of electronic system integration is analyzed， and the development and current situation of electronic system integration technology in China are studied in order to provide theoretical support for the development of electronic system integration technology.

Key words：monolithic integration; electronic system; manufacturing industry