近年来随着航天技术的发展，航天测试领域弹箭内部的大量不规则结构、大规模体积块设备给飞行器的设计、组装、整理以及纠错带来了诸多困难。传统的飞行器中，各功能单元结构之间主要由大体积连接器与无数成捆电缆连接而成，这样使飞行器内部空间拮据，不仅限制了各功能块功能的减少，而且使得弹箭臃肿，带来很多不利因素。因此选择一种轻型化、小型化、高可靠性的设备是现代航天飞行器的一种发展方向。本文首先介绍了多功能测量系统的技术指标以及样机整体功能的设计与实现，其中包括对样机系统整体功能的分析、整体方案的设计（中心检测单元、控制测试单元的设计）、原型样机硬件电路的设计（数字量、模拟量的设计，总线接口模块的设计，）、逻辑控制模块的设计、电源模块的设计以及可靠性技术等几方面，全面论述概括了基于多功能测量系统样机的多芯片组件的设计方案及该集成电路的功能与特点，概述了集成电路的优势及适用范围，提出了多芯片模块的制作以及产品性能的验证试验，给出了多芯片组件的优化设计方案以及MFS多功能结构的设计与关键技术，主要包括了柔性电路层的设计、高密度总线互联技术、热控制技术、电磁兼容及电磁屏蔽优化技术以及可靠性与抗干扰技术。本文描述了基于多功能结构、厚膜集成电路、柔性电路板等众多新技术的新型测量系统设计，实现了系统微型化设计、微型系统热功耗设计，以及AD采集、GPIO口输入输出光耦的隔离、CAN总线隔离传输、LVDS接口、RS422信号差分传输等电器功能。通过原型样机与多功能机的外型、热控制性能、安装性能及维修性能及抗振动性能等的比较，验证了多功能结构技术的可靠性，并展示出样机在振动环境和高低温环境中的性能提升情况。测试与数据分析结果表明，系统信号传输性能稳定、可靠。