如今，音频接口已无处不在。在工业物联网（IIOT）的大多数单片机（SBC）上都可以使用它。有多种类型的接口可用，从模拟音频到数字音频端口。每种类型的界面在设计和测试中都有其自身的挑战。在组装和生产期间对这些接口的测试涉及从模拟或数字前端到处理单元的数字音频输入端口的完整路径。
下图（图1）显示了嵌入式平台上的音频前端和生产测试设置环境中的音频数据路径的一般流程，

图1：嵌入式平台的测试设置和音频前端

上图显示了数据路径中存在的主要块/组件。存在的接收器IC可以是模拟前端IC，例如模数转换器（ADC），也可以是数字音频接收器IC。IC的输出可以是任何串行格式，例如Inter-IC声音总线（I2S）。该接口可以以脉冲编码调制（PCM）格式传输原始音频数据。
生产测试的目的是确保针对各种问题对完整的音频路径进行功能测试。可能的问题可能包括以下内容：

前端接收器IC故障。

I2S线上与组装相关的问题，例如高电平卡死（连接到电源）或低电平卡死（接地）或多条信号线之间的短路。
音频接口测试将成为更大的生产测试系统的一部分，该系统将测试嵌入式板上的所有接口。
下面列出的是一种用于检测音频接口测试中与组装相关的问题的常用技术。对于前端接收器IC故障，需要使用不同的技术，但是这些技术超出了本文的范围。

技术1 –主观测试
主观测试包括捕获音频数据样本几秒钟，并将它们与通过听力检查播放的实际音频进行比较。该技术的缺点是它需要人工干预并且耗时。例如，如果有多个立体声通道，则用户需要一个接一个地聆听并确认。考虑到上述技术的缺陷，我们提出了一种创新的方法来测试音频接口信号并使整个过程自动化。

技术2 –自动化测试
要了解这种自动测试技术，重要的是要了解I2S接口的一些基本概念。

I2S具有三个信号– BCLK（位时钟），WCLK（字时钟），DATA（数据信号）。如果BCLK或WCLK不合适（卡在高/低端），则处理器音频输入端口将无法捕获，并将给出相应的结果，显示时钟故障。如果这些信号很好，则将与DATA的值无关地进行音频捕获。现在，如果DATA卡在1或0，则音频数据缓冲区将为每个16位样本包含所有FFFF或所有0000。因此，当我们生成MD5校验和时，我们将获得两个相应的值：MD5（FFFF）和MD5（0000）。对于音频数据的所有其他值，MD5校验和将有所不同。此概念可用于自动化和检查音频捕获信号。

此方法的过程是在播放正确的音频且未处于静音状态时捕获音频。这样可以确保仅捕获音频文件，并且缓冲区中的数据正确。音频数据缓冲区捕获了大约100个样本后，即可生成其MD5校验和。如果DATA信号停留在高电平，则其MD5校验和值将与MD5（FFFF）相同；如果DATA信号停留在低电平，则其MD5校验和值将与MD5（0000）相同。如果DATA信号切换，则MD5校验和值将是任何其他随机值。因此，基于MD5校验和值，我们可以得出关于DATA信号是否存在任何问题的结论。

通常，这些I2S线将具有多个数据信号。我们可以通过以下带有四个数据信号DATAx（x = 0,1,2,3）的I2S总线示例来证明这一点。这可以通过在DATA信号之一上提供音频数据，并在所有其余数据信号上设置0来完成。这样，当我们可以生成所有DATAx（x = 0、1、2、3）的捕获数据的MD5校验和并确认MD5校验和的值符合预期时。

如果仅在DATA0上提供了音频数据，则DATA1-3信号的MD5校验和应为MD5（0000），对于DATA0则应为某个随机值。如表1所示，可以在四个迭代中一个接一个地处理所有四个数据信号。

表1：音频测试的迭代

该技术的局限性在于它只能用于识别上述问题。对于某些用例，它无法区分问题。例如，如果短路了多条信号线，则该技术可以检测到存在问题，但不能清楚地说出哪些线路一起短路了。

结论

上面提到的方法已经过测试，目前已成功用于测试Ittiam开发的许多硬件板上的音频输入接口。我们已经看到，它减少了音频接口的总体测试时间，从而降低了电路板测试成本。