二进制数字调制与解调系统的设计(2)
数字信号对载波振幅调制称为振幅键控即ASK（Amplitude Shift Keying），对载波频率调制称为频移键控即FSK（Frequency Shift Keying），对载波相位调制称为相移键控PSK（Phase Shift Keying）。
本设计所采用的调制信号为“0”和“1”代表的二进制数字信号。作为数字调制系统中最基本的三种调制方式，通过理解它们的基本原理并进行仿真，能够为以后对于更加复杂的调制解调系统进行更深层次的研究打下基础。
1.1 FPGA技术简介
FPGA（Field-Programmable Gate Array），中文名称现场可编程门阵列，它是由PAL、GAL、CPLD等可编程器件进一步发展而得到的产物，它作为一种半定制电路专用集成电路（ASIC）中得到了广泛应用。不仅克服了定制电路的缺点，又解决了可编程器件门电路数量不足的问题。[6]其内部的逻辑功能可以根据具体需要进行配置，同一片FPGA芯片通过不同的编程能够实现不同的电路功能，所以和其它的中小规模集成电路相比，它的灵活性十分的强，可以很方便的对电路进行调整和修改。
FPGA依据可编程方式以及逻辑实现的不同可分为两类：
①逻辑用查找表来实现，编程通过静态随机存储器来实现，称为查找表结构；
②逻辑用多路开关来实现，编程通过熔丝的通断来实现，称为多路开关反熔丝结构。[7]
Altera、Xilinx、Lattice等是使用查找表结构的厂商；使用反熔丝多路开关结构的则是Actel和Quicklogi为代表的厂商。
通过硬件描述语言（VHDL或Verilog）来完成的电路设计，通过简单的整合与布局布线就可以很方便的烧录到FPGA上进行性能测试。这些可编辑的元器件不仅可以实现一些基本的逻辑门电路，而且可以用来实现译码装置或者函数方程等更复杂的组合功能。在早期应用当中，FPGA由于生产成本较高所以主要应用在军工、航空、航天等尖端领域当中。随着FPGA生产成本的不断降低，在性价比、系统集成能力、可编程性等方面展示出了巨大的优势，FPGA的应用逐渐延伸到各民用领域中。FPGA已经成为在数字信号处理（DSP）、图像以及语音处理、无线通信以及计算机网络等应用领域中最有前景的系统开发平台。
1.2 QuartusⅡ简介
Quartus II 是 Altera 公司继 MAX＋PLUS II 后，所提供的 FPGA/CPLD 开发集成环境，主要针对本公司新器件和大规模 FPGA 的开发。[9]它不仅可以解决包括FPGA /CPLD 的所有设计方案，并且也提供适应系统设计所需的多平台设计环境。Quartus II 除了保留MAX＋PLUS II 的特色外，也可以利用如 Synopsys、NativeLink、ModelSim 等第三方工具。使用者通过原理图输入法或硬件描述语言来进行设计，设计完成后可以通过Quartus II仿真得到结果来检验方案的正确与否。在电路设计时，需要将设计者的方案通过一些正确的描述方式输入给 Quartus II软件。通常使用硬件描述语言（HDL）和原理图设计输入进行方案的设计。原理图设计输入法的特点是一目了然、简单易懂。它只需要依据设计要求进行元器件选择后绘制原理图，然后进行输入，这种方式在早期得到了大量运用。不过在大型的工程设计中，这种方法由于可文护性较低，所以模块的构造与重用十分不便。[9]而且最重要的一点就是随着芯片的更新发展，对应的原理图必须要做对应的替换。所以现在在进行大型工程设计时，并不会采用原理图输入法。目前最常采用的是通过硬件描述语言进行设计，使用最多的硬件描述语言是Verilog和VHDL。这两种语言的相同点是都采用由顶向下设计，便于模块的划分与复用，可移植性好，通用性好，芯片的工艺与结构不同不会使设计发生变化，可以更方便的向 ASIC 进行移植。[11]一般使用的辅助设计输入方法有两种，分别是波形输入和状态机输入法。当使用波形输入法时，Quartus II 软件会自动根据设计者绘制的激励与输出波形之间的因果关系进行设计；使用状态机输入法时，软件会根据设计者画出的状态转移图自动生成对应的硬件语言代码或电路原理图，大大提高了工作效率。