基于分层式验证IP的音频芯片验证方法及相关装置与流程

本发明涉及集成电路芯片验证，具体涉及一种基于分层式验证ip的音频芯片验证方法及相关装置。

背景技术：

1、随着智能终端对多路音频并发与超低功耗待机的需求日益增长，mipi soundwire协议因支持双向传输和精细化低功耗管理，已逐渐成为音频总线的主流替代方案。目前，针对soundwire接口芯片的验证通常高度依赖商用的第三方验证ip。然而，这类商用验证ip普遍采用黑盒封装，内部逻辑对外不可见，测试人员无法根据不同厂商的私有协议或差异化功能进行定制化扩展，导致验证灵活性较差。

2、在实际的工程验证中，现有的测试方案往往仅聚焦于soundwire总线接口协议本身的合规性校验，未能与音频芯片内部的核心处理逻辑（如模数转换、数模转换及增益调节等）形成有效联动。这种接口协议测试与内部功能测试相割裂的模式，无法实现端到端音频通路的闭环验证，难以真实反映芯片在实际工作中的音频传输质量。

3、同时，受限于现有验证环境的封闭性，测试平台难以准确模拟和批量注入总线时序异常、控制帧丢失等突发状况，也无法有效地联动测试多级低功耗模式的动态切换与快速唤醒机制。这种对边界工况和异常容错场景的覆盖不足，易导致底层代码缺陷被漏测，进而引发芯片流片后在实际应用中出现状态机死锁、休眠唤醒失败或音频丢帧等可靠性问题。

技术实现思路

1、鉴于所述问题，提出了本技术以便提供克服所述问题或者至少部分地解决所述问题的一种基于分层式验证ip的音频芯片验证方法及相关装置，包括：

2、一种基于分层式验证ip的音频芯片验证方法，应用于验证设备，所述方法包括：

3、根据待测音频芯片规格配置分层式验证ip，建立与待测音频芯片的双向通信连接；所述分层式验证ip包括自上而下解耦设置的激励层、协议层、时序层和监测层；

4、通过所述激励层生成测试激励，并经由所述协议层和所述时序层向所述待测音频芯片下发，获取所述待测音频芯片回传的音频反馈数据，对所述音频反馈数据进行端到端闭环比对得到功能比对结果；

5、通过所述监测层采集所述双向通信连接上的总线波形数据，对所述总线波形数据执行协议一致性校验得到协议校验结果；

6、经由所述分层式验证ip向所述待测音频芯片注入目标异常特征，和/或下发低功耗模式切换指令，获取相应的异常容错反馈数据和/或低功耗时序数据；

7、基于所述功能比对结果、协议校验结果、异常容错反馈数据和/或低功耗时序数据，计算验证覆盖率数据并生成验证报告。

8、根据本发明的一个实施例，在所述计算验证覆盖率数据之后，所述方法还包括：

9、若所述验证覆盖率数据未达预设目标，则基于所述验证覆盖率数据生成约束随机补充测试用例；

10、触发所述分层式验证ip执行基于所述补充测试用例的迭代验证，直至所述验证覆盖率数据达标。

11、根据本发明的一个实施例，所述根据待测音频芯片规格配置分层式验证ip，包括：

12、在所述激励层配置音频采样率、传输位宽及随机用例生成参数；

13、在所述协议层配置控制帧与数据帧的复用传输逻辑，以及主从设备工作模式；

14、在所述时序层配置总线时钟频率、单双边沿采样模式以及信号时序参数；

15、在所述监测层挂载用于被动校验总线信号的监测节点。

16、根据本发明的一个实施例，所述获取所述待测音频芯片回传的音频反馈数据，对所述音频反馈数据进行端到端闭环比对得到功能比对结果，包括：

17、通过所述双向通信连接发送包含控制帧的所述测试激励，以指示所述待测音频芯片完成寄存器配置；

18、向所述待测音频芯片输入标准音频源信号；

19、获取所述待测音频芯片经内部功能通路处理所述标准音频源信号后回传的所述音频反馈数据；

20、基于采样点比对策略和频谱特征比对策略，将所述音频反馈数据与根据当前音频配置生成的期望音频数据进行比对，得到音频通路误差指标，并根据所述音频通路误差指标生成所述功能比对结果。

21、根据本发明的一个实施例，在所述计算验证覆盖率数据之前，所述方法还包括：

22、获取所述待测音频芯片在采样率、传输位宽、增益档位及声道模式维度下的全参数组合集合；

23、针对遍历到的任一组参数组合，驱动所述分层式验证ip与所述待测音频芯片执行音频传输测试，并监测参数组合切换时的音频传输连续性状态；

24、基于所述连续性状态生成性能验证结果，并将其补充至所述功能比对结果中。

25、根据本发明的一个实施例，所述经由所述分层式验证ip向所述待测音频芯片注入目标异常特征，包括以下至少一项：

26、通过所述协议层生成并下发包含协议传输异常特征的第一异常激励，所述协议传输异常特征包括：帧丢失、数据比特翻转和总线突发抢占中的至少一种；

27、通过所述时序层向总线信号注入时序偏移或时钟抖动；

28、通过所述激励层生成并下发包含逻辑状态异常特征的第二异常激励，所述逻辑状态异常特征包括：参数越界、非法配置和异常唤醒中的至少一种。

29、根据本发明的一个实施例，所述下发低功耗模式切换指令，获取相应的异常容错反馈数据和低功耗时序数据，包括：

30、向所述待测音频芯片依次下发模式切换指令，以指示其在正常工作、浅休眠、深度休眠及事件触发唤醒模式间切换；

31、在模式切换过程中，监控总线时钟的暂停状态与恢复状态；

32、获取所述待测音频芯片的休眠寄存器保持值以及唤醒响应时间；

33、基于所述休眠寄存器保持值、唤醒响应时间、暂停状态与恢复状态，生成所述低功耗时序数据。

34、根据本发明的一个实施例，所述对所述总线波形数据执行协议一致性校验得到协议校验结果，包括：

35、通过所述监测层校验所述总线波形数据的帧同步特征与二维帧边界对齐状态、地址合规性、控制字段编码正确性，以及对应的总线状态机跳转逻辑与时序余量；

36、若检测到协议违规，则生成包含违规类型的错误日志并标记对应的仿真波形时间戳；

37、将所述错误日志和仿真波形时间戳汇编为所述协议校验结果。

38、一种基于分层式验证ip的音频芯片验证装置，包括：

39、环境配置模块，用于根据待测音频芯片规格配置分层式验证ip，建立与待测音频芯片的双向通信连接；所述分层式验证ip包括自上而下解耦设置的激励层、协议层、时序层和监测层；

40、功能闭环测试模块，用于通过所述激励层生成测试激励，并经由所述协议层和所述时序层向所述待测音频芯片下发，获取所述待测音频芯片回传的音频反馈数据，对所述音频反馈数据进行端到端闭环比对得到功能比对结果；

41、协议校验模块，用于通过所述监测层采集所述双向通信连接上的总线波形数据，对所述总线波形数据执行协议一致性校验得到协议校验结果；

42、异常与功耗注入模块，用于经由所述分层式验证ip向所述待测音频芯片注入目标异常特征，和/或下发低功耗模式切换指令，获取相应的异常容错反馈数据和/或低功耗时序数据；

43、覆盖率报告模块，用于基于所述功能比对结果、协议校验结果、异常容错反馈数据和/或低功耗时序数据，计算验证覆盖率数据并生成验证报告。

44、一种计算机电子设备，包括处理器、存储器及存储在所述存储器上并能够在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如上所述的基于分层式验证ip的音频芯片验证方法的步骤。

45、本技术具有以下优点：

46、在本技术的实施例中，通过构建由激励层、协议层、时序层和监测层解耦配置的分层式验证ip，提高了验证架构内部逻辑的透明度与环境配置的灵活性；在自动化验证过程中，不仅通过获取音频反馈数据进行端到端闭环比对以确认内部音频通路功能，还同步利用监测层采集总线波形以执行协议一致性校验，实现了接口通信合规性测试与芯片内部核心功能处理测试的联动结合；此外，通过该验证ip向待测芯片针对性地注入目标异常特征并下发低功耗模式切换指令，捕获了芯片在边界工况下的容错表现与低功耗状态下的时序跳转数据。本技术的方案，基于多维度的测试反馈综合计算验证覆盖率，解决了传统验证环境相对封闭、接口协议测试与内部功能测试相割裂以及异常与低功耗边界场景难以覆盖的技术问题，提高了音频芯片自动化验证的测试完备度与验证结果的可靠性。