自动驾驶技术和新能源汽车近年来发展非常迅猛,无论从市场需求还是国家战略来看,自动驾驶技术和新能源汽车势不可挡。这使得汽车电子需求增加,而由于其特殊的应用场景,对电子器件和系统提出了更高的要求,安全问题首当其冲。芯片在汽车电子系统中发挥着举足轻重的作用,芯片的功能安全一直是研究的热点。本文设计并完成了一种基于ECC算法和奇偶校验的AXI总线保护机制。该保护机制可以直接集成在原有的AXI接口上,并且不会造成原有的AXI接口总线性能下降,由于保护算法的特性,可以对AXI总线的每32bit数据信号,完成1bit错误的纠正,并检测2bit的错误信息;可以检测除数据信号外的其它信号1bit错误。在此基础上还提出了一种新的优化方案,对于ECC算法在全0/1数据场景下安全机制失效的问题通过取反特定位ECC校验位来解决;对于奇偶校验检错率只有50%问题,选取的CRC-8多项式在保护颗粒度为32bit时,MATLAB仿真结果该CRC码检错率提高至99.6%。本文基于UVM验证方法学设计并完成了可提供该安全保护机制验证的AXI总线VIP（Verification IP,验证IP）。这款AXI VIP不但可以用于标准的AXI总线接口验证,而且可以适用于带有安全保护机制的AXI总线接口验证。该AXI VIP可以支持连接符合协议的各种AXI接口,自动检查协议正确性、自动收集该AXI接口功能覆盖率等功能。该AXI VIP可以与本文设计完成AXI总线保护机制接口直接连接,通过AXI VIP自动随机注错与检错,验证其功能安全机制,并收集注错和检错的功能覆盖率。通过专业的PLV验证平台测试和验证完成的AXI总线保护机制和支持总线功能安全验证的AXI VIP,所有的随机测试用例通过率为100%,并且AXI VIP的基本功能覆盖率与安全机制总体功能覆盖率为100%。使用Synopsys的Z01X的高速故障仿真平台,对AXI总线保护机制故障注入检出结果总体为99.81%,该部分收敛于ISO26262标准给出的ASILD单点失效率99%的故障检出率,使用优化后的保护机制,故障注入检出率可以达到100%。