macc.lhs

   1 %include talk.fmt
   2 %if style == newcode
   3 \begin{code}
   4 {-# LANGUAGE TemplateHaskell #-}
   5 module Main where
   6
   7 import qualified Prelude as P
   8 \end{code}
   9 %endif
  10
  11 \section{Multiply-Accumulate}
  12 \subsection{Pure description}
  13 \frame
  14 {
  15 \frametitle{Multiply-Accumulate}
  16 Purely Functional Description:
  17 \begin{beamercolorbox}[sep=-2.5ex,rounded=true,shadow=true,vmode]{codebox}
  18 %if style == newcode
  19
  20 %else
  21 \begin{code}
  22 macc (x,y) acc = (u, u)
  23   where
  24     u = acc + x * y
  25 \end{code}
  26 \end{beamercolorbox}
  27 }\note[itemize]{
  28 \item Purely functional design (that Jan showed you earlier).
  29 \item \emph{acc} is the current state. \emph{u} is the updated state and output.
  30 }
  31 %endif
  32
  33 \subsection{Extra's to make it compile}
  34 \frame
  35 {
  36 \frametitle{Extra's to make it compile}
  37 {\clash} Description:
  38 \begin{beamercolorbox}[sep=-2.5ex,rounded=true,shadow=true,vmode]{codebox}
  39 \begin{code}
  40 {-"{\color<3>[rgb]{1,0,0}"-}import CLasH.HardwareTypes{-"}"-}
  41 {-"{\color<4>[rgb]{1,0,0}"-}import CLasH.Translator.Annotations{-"}"-}
  42 {-"{\color<3>[rgb]{1,0,0}"-}type Word = SizedInt D8{-"}"-}
  43
  44 initacc :: {-"{\color<3>[rgb]{1,0,0}"-}Word{-"}"-}
  45 {-"{\color<5>[rgb]{1,0,0}"-}initacc = 0{-"}"-}
  46
  47 ANN(macc (InitState {-"\ "-} `initacc))
  48 ANN(macc TopEntity)
  49 macc :: ({-"{\color<3>[rgb]{1,0,0}"-}Word{-"}"-},{-"{\color<3>[rgb]{1,0,0}"-}Word{-"}"-}) -> {-"{\color<2>[rgb]{1,0,0}"-}State{-"}"-} {-"{\color<3>[rgb]{1,0,0}"-}Word{-"}"-} -> ({-"{\color<2>[rgb]{1,0,0}"-}State{-"}"-} {-"{\color<3>[rgb]{1,0,0}"-}Word{-"}"-}, {-"{\color<3>[rgb]{1,0,0}"-}Word{-"}"-})
  50 macc (x, y) ({-"{\color<2>[rgb]{1,0,0}"-}State{-"}"-} acc) = ({-"{\color<2>[rgb]{1,0,0}"-}State{-"}"-} u, u)
  51   where
  52     u = acc + x * y
  53 \end{code}
  54 \end{beamercolorbox}
  55 }\note[itemize]{
  56 \item Stuff you need to add to make it compile in \clash{}.
  57 \item State wrapper, tells the compiler which argument is the state
  58 \item Type declarations. Top-level entity needs to be mono-morphic (and first-order).
  59 \item Annotation pragma's. The TopEntity pragma tells the compiler which entity is the top entity.
  60 \item The InitState pragma points to the initial state.
  61 }
  62
  63 \begin{frame}[plain]
  64    \vspace{-0.8em}
  65    \begin{figure}
  66       \centerline{\includegraphics[width=\paperwidth,trim=9mm 4cm 14mm 4cm, clip=true]{macc.png}}
  67     \end{figure}
  68 \end{frame}
  69 \note[itemize]{
  70 \item We see the register and multiplier on the left
  71 \item The adder on the right
  72 }
  73
  74 \subsection{Test input}
  75 \frame
  76 {
  77 \frametitle{Test input}
  78 Test program for the Multiply-Accumulate circuit:
  79 \begin{beamercolorbox}[sep=-2.5ex,rounded=true,shadow=true,vmode]{codebox}
  80 \begin{code}
  81 ANN(program TestInput)
  82 program :: [(Word,Word)]
  83 program =
  84   [ (4, 2)  -- 4 * 2 + 0    =   8
  85   , (1, 3)  -- 1 * 3 + 8    =   11
  86   , (2, 2)  -- 2 * 2 + 11   =   15
  87   ]
  88 \end{code}
  89 \end{beamercolorbox}
  90 \begin{itemize}
  91   \item VHDL Testbench is automatically generated due to the \emph{TestInput} annotation pragma.
  92 \end{itemize}
  93
  94 }\note[itemize]{
  95 \item We can also generate VHDL Testbench
  96 }
  97
  98 %if style == newcode
  99 \begin{code}
 100 run _     _    []        = []
 101 run func state (i:input) = o:out
 102   where
 103     (state', o) = func i state
 104     out         = run func state' input
 105
 106 main :: IO ()
 107 main = do
 108   let input = program
 109   let istate = (State initacc)
 110   let output = run macc istate input
 111   mapM_ (\x -> putStr $ ((show x) P.++ "\n")) output
 112   return ()
 113 \end{code}
 114 %endif