系统信号传递
EHCS系统的基本运行原理是：当进行转向助力时，安装在转向管柱上的转角传感器检测驾驶员在方向盘上的输入手力矩，发送信号至控制器中，结合车速传感器和其他车载控制器所提供的车辆信息，在极短的时间内判断出当前工况下所需转向助力并控制助力电机和液压泵配合进行力矩输出。系统在运行的同时需要将当前的运行信息以CAN总线通讯的方式发送给其他车载ECU，也需要接收其他ECU发出的信息。为了考虑在硬件在环试验台上的功能验证以及后续的功能开发，还需要增加部分冗余的信号采集。
电液耦合转向系统主要的信号传递可以从各部件进行研究：
1.转角传感器的转角信号检测；
2.电机的控制，包括电机的驱动信号和电机转速、位置识别；
3.液压泵输出压力传感器的信号检测；
4.与其他ECU间交互的CAN通讯信号；
5.系统输出扭矩的传感器信号检测。按照各部件的信号传递分析结果，大致上可以拟定本控制器的基本功能模块，便于后续进行模块化的电路设计。
电源性能分析
在分析了控制器的信号传递和控制原理的基础上，需要对控制器的电源系统进行分析。电源系统是使控制器得以正常运转的动力来源，尤其是在汽车这样具有较大电磁干扰的电气环境中，应对此部分进行详细的研究。在电子设计中，针对电源系统的性能专门设立了电源完整性这一概念，电源完整性是指电源信号波形的质量，控制器上的任何电信号都是会伴有一定的噪声的，而控制电源的噪声在一定的范围内即为电源完整性的设计目标。
电源的性能研究除了对电压的分析还需要考虑电流的情况。由欧姆定律可知电阻一定的情况下，电流变化会引起电压的变化。电机在启动的过程中还会有峰值电流和峰值电压的存在，而且在电流增大时也会相应产生更多的热量，使控制器温度升高，也会导致电源的性能出现波动。在本章后续的电路原理设计中，会专门针对这些情况进行合适的处理。
信号处理分析
除了要保障控制器的电源性能外，对系统各部分的信号采集的准确性和完整性也需要重点研究。信号采集失准容易导致系统误操作，例如当汽车处于高速运行时由于方向盘转角信号识别不准，可能导致电机助力过大或过小，增加安全风险。而且对信号的精准识别是后续进行软件系统开发的重要前提，因此，基于电子行业中的信号完整性这一概念。
信号完整性是指信号在传输路径上的质量，这个传输路径包括外部线束和板上电路走线。因为系统中各信号互相之间存在一定的影响，会导致信号的逻辑电平、时序和相位发生改变，而保证信号波形的完整和信号时序的完整是信号完整性的设计目标。
信号完整性可以从以下四个方面进行分析：
1.信号从发送端至到达端之间所受的动态影响；
2.信号反射问题的特征和机理；
3.相邻的传输线之间对信号引起的串扰；
4.等效集总电路模型的S参数设计。
综合上述电源性能和信号处理两方面，主要是考虑控制器不轻易受外界的影响且自身也不对外界产生较大的干扰，这就是电子设计中设备的电磁兼容（Electro Magnetic Compatibility, EMC）能力。本控制器针对该能力也进行了相关设计，并在实验中专门对此部分进行了相应的测试。
按功能进行模块划分，每个模块可以进行独立设计，最后通过单片机将各个功能模块连接起来。根据方案设计各子系统的内容可将模块划为电源模块、核心控制模块、电机驱动模块、感知信号采集模块、通讯模块以及诊断模块六部分。
从方案图可以看出，各模块之间相对独立，仅提供必须的输入输出接口与其他模块相连。电源模块接收单片机的使能信号，向外提供供电输出；电机驱动模块接收单片机的控制信号，向外输出电机的控制信号和采集的三相电流信号；传感器信号采集模块向单片机发送转换后的信号数据；通讯模块通过单片机与其他ECU进行通讯；诊断模块将程序代码和其他部位的诊断信息存储进单片机。因此，单片机是整个控制器的核心部件。
电源管理系统
基于前文对电源系统的分析，可知设计目的是将商用车上的24V电气系统转化为可供板上芯片使用的5V电源、外部传感器供电5V电源和单片机工作基础3.3V电源。根据国标规定，24V供电系统下，控制器需要满足16V32V电源输入下能正常稳定工作。为了满足降额设计要求，将系统的工作电压范围设计成12V36V满足更严苛的供电环境。 电子硬件设计中常用的降压电源芯片主要有两大类，低压差线性稳压器（LDO）和降压开关电源（DC-DC）。低压差线性稳压器是通过使芯片内部的功率晶体管工作在饱和区域，输出调节后的电压，而超额的电压部分则以内能的形式进行消耗，因此，该类芯片具有稳定且纹波较小的电压输出，但输入输出压差越大其损耗功率也越大，发热越严重。本系统需将24V减少近80%降至5V甚至更低，采用低压差线性稳压器显然是不合适的。 另一类降压开关电源是通过芯片外围电路的开关信号，使芯片内部的电子开关器件周期性地导通和关断，对输入的电压进行脉冲调制，控制器件的开关时间和开关频率达到调节输出电压的目的。此类芯片对电源的损耗较低，且发热也较少还具有较宽的调压范围，但是根据工作原理可知，输出电压必然存在较大的纹波，并需要复杂的外围电路进行开关信号的控制。为了电源转换有更高的效率，本控制器选择降压开关电源，辅以相应的滤波电路去除大部分纹波，实现稳定的电压输出。
