随着5G通信时代的到来,移动通信协议经历了快速发展与不断更新,通信质量越来越高,通信速度越来越快。基带芯片是移动通信设备的通信协议处理核心,主要负责通信协议转换与数据传输。其中,针对于音频数据的处理与传输是决定5G通信质量与速度的关键因素。伴随着多媒体技术快速发展,研发人员提出了多种音频协议,针对这些音频协议而设计的接口电路已经被集成到基带芯片中。因此,如何根据新型音频协议开发对应的音频接口电路并融入音频系统是多媒体技术研究与基带芯片开发的重点。本文围绕英特尔公司的5G基带芯片中的音频子系统展开,对一种新型的音频接口协议Sound Wire在基带芯片中的首次应用进行了深入研究。音频子系统是基带芯片对通话过程中的音频数据进行收集,处理和传输的核心系统,其核心模块数字信号处理芯片(Digital Signal Processor,DSP)负责对音频数据进行处理,而外部系统与DSP之间的数字音频接口电路不仅直接影响整个系统的性能,而且标准化的数据传输结构大大提高了系统的普适性。相较于其他音频协议,由于Sound Wire具有更复杂的协议结构、更强的扩展性、更全面的功能等特点,因此集成化实现更为复杂。本文深入研究了SoundWire的协议要求规范,以及音频子系统的结构功能需求,在具有Sound Wire IP的情况下进行集成化设计,包括多模块的寄存器传输级(Register Transfer Level,RTL)数字电路规划与设计,将模块级设计与片上系统级(System on Chip,So C)设计结合,保证数据处理功能的同时完善系统级交互。由于高速接口电路数据传输跨时钟域的特点,通过优化电路设计解决了跨时钟域传输、异步时钟偏差等复杂接口电路设计问题。同时为满足低功耗需求,在设计过程中插入多种低功耗方法降低系统功耗。本文通过RTL集成化设计实现了新型协议要求的数据传输功能,并保障了接口电路与音频子系统的良好通信,完成了从协议到电路实现的关键步骤。新型音频接口电路的实现大大提高了基带芯片的音频数据多样化传输能力。在完成集成化设计后,本文搭建基于通用验证方法学(Universal Verification Methodology,UVM)的可复用验证平台,开发针对Sound Wire的新型验证知识产权核(Verification Intellectual Property Core,VIP),对整个接口电路进行多场景多功能系统级验证,确保了接口电路的正常工作。同时在验证过程中,通过多种测试用例的撰写与优化,使覆盖率达到100%,保证验证的完备性与可继承性。在验证之后对整个接口电路的功耗参数进行测量,根据参数对设计进行再优化,使电路功耗降低了50%以上,集成化设计更符合需求,质量更高。综上所述,本文完成了SoundWire音频接口电路的设计与验证,成功将其应用于基带芯片中并流片。由于该音频协议十分新颖,应用前景广泛,因此,针对该音频协议的接口研究具有更实际与紧迫的工程需要与前瞻性。