1.算法仿真效果
本系统Vivado2019.2平台开发，测试结果如下：
rtl结构如下：
2.算法涉及理论知识概要
随着通信技术的不断发展，多进制数字调制方式逐渐受到人们的关注。其中，4ASK（四进制振幅键控）作为一种有效的调制方式，在通信系统中具有广泛的应用前景。4ASK调制是一种多进制数字调制方式，它使用四种不同的振幅水平来表示四个不同的符号，每个符号对应两位二进制信息。在4ASK调制中，通过改变载波的振幅来传递信息，不同的振幅水平对应不同的二进制码字。解调过程中，接收机根据接收到的信号幅度来判决原始的二进制信息。与2ASK相比，4ASK调制具有更高的频带利用率，因为它在每个符号周期内可以传递更多的信息。然而，随着进制数的增加，调制解调的复杂性也相应提高，对信道的要求也更加严格。
4ASK调制的数学表达式可以表示为：
s(t) = A[m] * cos(2πfct + φ)
其中，A[m] 表示四种不同的振幅水平，它与输入的两位二进制码字对应；fc 表示载波的频率；φ 表示载波的初始相位。在解调过程中，通常采用包络检波或相干解调的方法来还原原始的二进制信息。
在FPGA上实现4ASK调制解调系统主要分为以下几个步骤：
系统设计：根据4ASK调制解调的原理，设计系统的整体架构。包括输入接口、调制器、解调器、输出接口等部分。确定各个模块之间的连接关系和数据流。
Verilog编码：使用Verilog语言对各个模块进行编码。对于调制器模块，根据输入的两位二进制码字选择相应的振幅水平，并生成调制信号。解调器模块接收调制信号，通过包络检波或相干解调的方法还原出原始的二进制信息。同时，还需要设计合适的滤波器、时钟模块等辅助模块来实现完整的调制解调功能。
仿真验证：在完成编码后，通过仿真工具对设计的系统进行验证。可以使用测试向量或模拟信号作为输入，观察调制和解调输出是否符合预期。通过不断调整和优化参数，确保系统的性能和稳定性满足要求。
3.Verilog核心程序
`timescale 1ns / 1ps
//
module test_ASK4;
reg i_clk;
reg i_rst;
reg[1:0]i_bits;
wire signed[15:0]o_4ask;
wire signed[31:0]o_de_4askf;
wire [1:0]o_bits;
ASK4 uut(
.i_clk(i_clk),
.i_rst(i_rst),
.i_bits(i_bits),
.o_4ask(o_4ask),
.o_de_4ask(),
.o_de_4askf(o_de_4askf),
.o_bits(o_bits)
);
initial
begin
i_clk = 1'b1;
i_rst = 1'b1;
#1000
i_rst = 1'b0;
end
initial
begin
i_bits= 2'b00;
#1024
i_bits= 2'b1;
#256
i_bits= 2'b0;
#512
i_bits= 2'b1;
#512
i_bits= 2'b1;
#512
i_bits= 2'b1;
#1024
i_bits= 2'b0;
#512
i_bits= 2'b0;
#256
i_bits= 2'b1;
#128
i_bits= 2'b1;
#128
i_bits= 2'b0;
repeat(100)
begin
#256
i_bits= 2'b0;
#2048
i_bits= 2'b11;
#2048
i_bits= 2'b00;
#2048
i_bits= 2'b01;
#2048
i_bits= 2'b10;
#2048
i_bits= 2'b00;
#1024
i_bits= 2'b11;
#1024
i_bits= 2'b10;
#1024
i_bits= 2'b10;
#512
i_bits= 2'b01;
#512
i_bits= 2'b10;
#512
i_bits= 2'b10;
#256
i_bits= 2'b10;
#256
i_bits= 2'b00;
#512
i_bits= 2'b01;
#256
i_bits= 2'b10;
#128
i_bits= 2'b00;
#128
i_bits= 2'b10;
#128
i_bits= 2'b11;
#1024
i_bits= 2'b01;
#512
i_bits= 2'b00;
#128
i_bits= 2'b11;
#256
i_bits= 2'b10;
#128
i_bits= 2'b10;
#256
i_bits= 2'b00;
end
end
always #1 i_clk=~i_clk;
endmodule
