EMS（发动机电子控制单元）的性能提高由软件和硬件配合实现，具体到硬件上则体现为处理运算速度的提高，功率输出通道及驱动能力的增加，通信接口的增加，传感器供电电源增强以及安全监控电路的导入等等。而这一切所带来的结果是 ECU 电路板面积的增加和总体成本的上升。与此同时，面对激烈的市场竞争，整车厂要求包括ECU在内的发动机管理系统整体价格逐年降低。EMS价格走势

　　为满足发动机控制系统的功能升级和成本降低要求，ECU 的主要组成器件，半导体芯片也在快速进行技术革新。得益于现代半导体技术的飞速发展，数字电路、模拟电路以及功率器件在单芯片上集成制造的工艺日趋完善，发动机控制芯片组呈现集成化发展趋势。分立式方案

　　早期发动机控制ECU较多采用分立式方案，用多片基础IC搭建出ECU所需的各项功能，随着发动机控制 ECU 的功能逐渐统一成熟，某些必需的系统基础功能如电源，总线接 口，看门狗监控等可以集成在一片芯片当中。形成了L-chip 的概念，如图中蓝线所示。这样部分提高了系统的集成度，减少了芯片组数量。

　　随着半导体制造工艺的进一步发展，发动机控制单元 ECU 中除了中央处理器和一些驱动大电流负载的功率芯片（如IGBT，H-bridge）之外的其他功能模块全部集成到了单芯片之中，形成了 U-chip 的概念，如图中红线所示。这样最大程度上提高了系统集成度，减少了芯片组数量，并且有利于缩小PCB 板面积。

　　随着芯片集成度的不断提高，在不断增强 ECU 功能的同时，使用芯片组的数量却在大幅下降；同时芯片集成度的提高，可以使电路板面积保持不变甚至减小。因此在增加 ECU 功能的同时，保持总体成本不变甚至更低。比如在 2005 年国内市场上满足欧三排放法规设计的典型 ECU，其芯片组数量一般为8~10 片左右，所支持的输出控制通道数为15~18 路。

　　2010 年满足欧四排放法规设计的 ECU，芯片组数量下降到 5~6 片，所支持的输出通道数却上升到24~26 路。在未来2015 年满足欧5-欧6 排放法规的设计的ECU，芯片组数量将下降到2~3 片，同时支持的输出通道数会增加到28~30 路。

　　提高芯片的集成化水平，可以使 ECU 硬件总成本相比分立式方案降低约 50%，芯片占PCB 板面积减少近60%，同时大幅减少PCB 板上需要印制电路线连接的引脚数量，提高了系统可靠性以及改善电磁兼容性。

　　面对功能增加和成本降低的双重挑战，国内主要发动机管理系统供应商如联合汽车电子，德尔福，大陆汽车等公司都在发动机控制ECU 的小型化和集成化方面做了大量工作。不同公司根据自身设计特点，采用的芯片组集成方案也各不相同。比如：集电源、通信接口、预驱动接口等为一体的所谓“预驱动方案”；集电源、通信接口、预驱动接口和部分功率器件等为一体的“部分集成方案”；以及L-Chip + 集成功率器件的所谓“全集成方案”等。预驱动方案

　　所谓“预驱动方案”即：将多通道功率器件（MOSFET）的驱动、诊断和保护功能加以集成，同时还可以集成其它功能模块，如电源，通讯接口电路等，形成一预驱动芯片。从而形成 单片机 ←→ 预驱动芯片 ←→ 功率驱动器件 的格局，实现单片机对功率输出通道的控制和监视的功能。

　　其优点是：

　　系统灵活度较高。在系统集成时，可以根据具体应用的要求增减功率驱动器件 的焊接数量，从而减少冗余，降低成本bwin必赢在线登录入口。

　　功率器件分布比较分散，有利于散热。

　　其缺点是：

　　需要较大的PCB 面积。

　　不够完善的功率器件诊断和保护功能, 如无过温保护bwin必赢。

　　如需完善功率器件的保护功能，则成本将会大幅上升。

　　所需元器件种类的增加带来的元器件及供应商管理成本的上升。部分集成方案

　　所谓“部分集成方案”即：将部分驱动通道做成“预驱动”+“功率驱动器件”的一体式通道，同时还可保留一部分“预驱动”通道。还可以集成其它功能模块，如电源，通讯接口电路等，形成一功率驱动芯片。

　　其优点是：

　　兼顾系统集成度和系统灵活性。bwin必赢国际官方网站

　　比较容易实现对集成化的功率驱动器件的过流、过温诊断及保护功能。

　　较小的PCB 面积。

　　较低的供应商管理成本。

　　其缺点是：

　　芯片总功耗受封装限制。全集成方案

　　其优点是：必赢官网

　　系统集成度高

　　可以实现对所有功率驱动通道的过流、过温诊断及保护功能。最小的PCB 面积。

　　较低的与元器件及供应商管理成本。

　　其缺点是：

　　系统灵活度低。为满足最全的系统功能要求造成硬件资源冗余，导致系统成本的增加。

　　对芯片散热要求最高

　　面对不同市场的特点，三种方案各有优劣。如预驱动方案面向客户要求变化比较多，市场分散的应用；全集成方案面向客户需求相对比较固定，市场稳定的应用，适合做客户定制芯片(CSP)。部分集成方案适合逐渐整合的市场，客户需求在逐步稳定过程中，比较适合目前中国市场的现状。三种方案的区别基于TLE8888的EMS典型应用框图

　　半导体技术的飞速发展使得芯片集成度不断提高，以此来帮助发动机 ECU 功能升级和成本降低的双重要求成为现实。随着技术的进一步发展，未来的ECU 将可能成为由MCU 和U-chip 集成一体的O-chip 单片方案完成，ECU 硬件设计人员的工作将大为简化，系统的智能 程度和可靠性进一步提高。

　　同时也需要指出，随着功能增加和输出控制通道数的增多，未来进一步减小 ECU 尺寸的瓶颈将会是 ECU 和线束连接插头的选择。随着芯片成本的快速下降，线束插头占 ECU 总硬件成本的比例会显著提高，这都对接插件的技术革新提出了迫切要求。

　　本报告来自于英飞凌

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