随着车用数据处理量的飞速增长,车载微控制单元(MCU)逐步发展为低功耗、高计算能力与高集成化的片上系统,车载MCU对计算能力的严苛要求给验证工作带来了极大的挑战。本论文结合作者在某半导体公司的实习项目,对车载MCU的子模块和系统功能进行研究,根据提取的模块级和系统级功能验证点,制定了模块级和系统级验证方案并设计了功能覆盖率模型。最终基于UVM验证方法学搭建了模块级和系统级的验证平台,完成了对车载MCU各子模块和系统的功能验证。车载MCU模块众多,功能验证过程复杂。为加快覆盖率收敛速度和提高验证效率,本文采用自顶向下的设计原则,首先依据车载MCU的结构特点,设计了AHB_UVC和APB_UVC模拟AHB和APB总线主机配置寄存器的行为,设计了PWT_UVC、MSCAN_UVC、UART_UVC等高层级通用验证组件产生PWT、MSCAN、UART等模块的输入激励,对各模块的响应行为进行收集并对各模块的功能正确性进行判断。然后对各UVC结构进行细致划分,将UVC划分为激励产生单元、交互单元、比较器、环境类组件和覆盖率收集单元。激励产生单元产生apb_trans、can_trans等受限随机激励;交互单元驱动PWT、MSCAN、I2C等模块的输入信号并对各模块输入、输出接口中信号的行为进行实时监控;比较器对PWT、MSCAN、I2C等模块的响应行为进行判断;环境类组件中封装了底层验证组件,实现组件到更高层级的集成;ahb_cov、pwt_cov等覆盖率收集单元用于收集片内总线行为、模块接口行为的覆盖率信息并根据覆盖率信息,收窄随机约束域,添加定向的测试用例。设计了断言用于检查apb_if、ahb_if等接口中的信号时序是否符合规范。最后,基于设计完成的验证平台,以提高验证完备性为目标,对验证平台进行了优化。主要包括模拟MCU实际工作中频率的变化的行为;引入灰盒验证方法对PWT等计数器模块进行验证;引入回调方法优化验证组件的复用形式。本文通过测试用例的仿真结果和覆盖率报告对验证工作进行评价,覆盖率报告分为代码覆盖率报告、功能覆盖率报告和断言覆盖率报告。对验证中未覆盖的代码和功能点进行分析并添加直接测试用例,最终代码覆盖率达到95.65%,功能覆盖率达到100%,断言覆盖率达到100%。在验证过程中收集测试用例个数与覆盖率的关系,经过对比和分析,本文构建的基于UVM的车载MCU验证平台从验证平台的可维护性与验证平台对覆盖率的贡献方面优于传统的C语言验证平台。