matthijs/introduction.lhs

   1 %include talk.fmt
   2 \section{Presentation Matthijs}
   3 \title{Haskell as a higher order structural hardware description language}
   4 \author{Matthijs Kooijman}
   5 \date{December 14, 2009}
   6
   7 \frame{\titlepage \setcounter{framenumber}{1}}
   8
   9 \subsection{Functions}
  10 \frame
  11 {
  12   \frametitle{Functions}
  13
  14   \begin{block}{Applying the $sqrt$ function to 4}<1>
  15   $ sqrt(4) = 2$
  16   \end{block}
  17   \begin{block}{A mathematical square function}<2->
  18   $ f(x) = x * x$
  19   \end{block}
  20
  21   \begin{block}{A square function in Haskell}<3->
  22   \texttt{square x = x * x}
  23   \end{block}
  24 }
  25
  26 \note[itemize]
  27 {
  28   \item Functionele taal -$>$ Wiskunde-achtig
  29   \item Functies staan centraal
  30   \item Next sheet: sqrt example
  31   \item Van buitenaf:
  32     \begin{itemize}
  33       \item Stop er argumenten in (toepassen)
  34       \item Krijg een resultaat terug
  35     \end{itemize}
  36   \item Next sheet: f(x) = x*x example
  37   \item Van binnenaf:
  38     \begin{itemize}
  39       \item \emph{Hoe} werkt de functie (definitie)
  40     \end{itemize}
  41   \item Next sheet: square in Haskell
  42   \item Geen haakjes
  43 }
  44
  45 \frame
  46 {
  47   \begin{columns}
  48     \begin{column}{8cm}
  49       \begin{block}{Pythagoras' theorem}
  50       $ a^2 + b^2 = c^2 $
  51
  52       or
  53
  54       $ c = \sqrt{a^2 + b^2} $
  55       \end{block}
  56     \end{column}
  57     \begin{column}{3cm}
  58       \includegraphics[width=3cm]{figures/Pythagoras}
  59     \end{column}
  60   \end{columns}
  61
  62   \pause
  63   % TODO: Alignment is weird due to mixing columns and non-columns
  64   \begin{block}{Calculating $c$ in Haskell}
  65     \texttt{pyth a b = sqrt ((square a) + (square b))}
  66   \end{block}
  67 }
  68
  69 \note[itemize]
  70 {
  71   \item Functies kunnen door andere functies gebruikt worden
  72   \item Next sheet: Pyth function
  73   \item Complexere functie
  74   \item Next sheet: Pyth in Haskell
  75 }
  76
  77 \frame
  78 {
  79   \begin{block}{}
  80     \texttt{pyth a b = sqrt ((square a) + (square b))}
  81   \end{block}
  82
  83   \begin{figure}
  84     \includegraphics[width=9.5cm]{figures/archs/Pyth}
  85   \end{figure}
  86 }
  87
  88 \note[itemize]
  89 {
  90   \item Next sheet: Pyth hardware
  91   \item Argumenten -$>$ input poorten
  92   \item Toepassing -$>$ component
  93   \item Resultaat -$>$ output poort
  94   \item (Combinatorische) hardware is continu
  95 }
  96
  97 \frame
  98 {
  99   \frametitle{Purity}
 100
 101   \begin{block}{Pure functions}
 102     sqrt, pyth
 103   \end{block}
 104   \begin{block}{Impure functions}
 105     random, delete\_file
 106   \end{block}
 107 }
 108
 109 \note[itemize]
 110 {
 111   \item Next sheet: Purity
 112   \item Wiskundige en functionele functies zijn (meestal) puur.
 113   \item Zelfde argumenten -$>$ zelfde resultaten
 114   \item Geen bijwerkingen.
 115 }
 116
 117 \subsection{State}
 118
 119 \frame
 120 {
 121   TODO: Impure (stateful) example.
 122 }
 123
 124 \note[itemize]
 125 {
 126   \item TODO
 127 }
 128
 129 \subsection{\clash}
 130
 131 \frame{
 132   \begin{center}
 133   {\Huge \clash}
 134
 135   \bigskip
 136   CAES Language for Synchronous Hardware
 137   \end{center}
 138 }
 139
 140 \note[itemize]
 141 {
 142   \item Next sheet: \clash
 143   \item Hardware beschrijven in Haskell: \clash
 144   \item Nog niet gezien: keuzes, pattern matching, polymorfisme, hogere orde
 145   functies....
 146   \item Dit was de taal -$>$ compiler nodig
 147 }
 148
 149 \frame
 150 {
 151   \begin{block}{Compiler pipeline}
 152   $\xrightarrow{Haskell}{GHC frontend}
 153   \xrightarrow{Core}{Normalization}
 154   \xrightarrow{Core}{Backend}
 155   \xrightarrow{VHDL}$
 156   \end{block}
 157 }
 158
 159 \note[itemize]
 160 {
 161   \item Next sheet: \clash\ pipeline
 162   \item GHC: bestaande compiler
 163   \item Core: simpele functionale taal, niet minder expressief (vergelijk:
 164   taal zonder synoniemen)
 165   \item VHDL: Complexe HDL, gebruiken alleen netlist onderdelen.
 166   \item Normalisatie: Nog simpeler maken.
 167 }
 168
 169 \subsection{Normalization}
 170 \frame
 171 {
 172   \frametitle{Netlists}
 173
 174   \bigskip
 175   \bigskip
 176   \begin{figure}
 177     \includegraphics[width=9.5cm]{figures/archs/Square}
 178   \end{figure}
 179
 180   \begin{block}{Remember \texttt{square}}
 181     square x = x * x
 182   \end{block}
 183
 184 }
 185
 186 \note[itemize]
 187 {
 188   \item Next sheet: Square netlist
 189   \item Core hetzelfde als Haskell -$>$ gebruik Haskell syntax voor Core
 190   \item Netlist is componenten (vierkantjes) en verbindingen (lijntjes)
 191   \item Component heeft poorten, poorten moeten een naam hebben
 192   \item Resultaat van square heeft geen naam -$>$ geen normaalvorm
 193 }
 194
 195 \frame
 196 {
 197   \frametitle{Transformation}
 198   \begin{columns}
 199     \begin{column}{5cm}
 200       func = E
 201
 202       \smallskip
 203       \hrule
 204
 205       \smallskip
 206       func = let res = E in res
 207     \end{column}
 208     \begin{column}{5cm}
 209       E has no name
 210     \end{column}
 211   \end{columns}
 212
 213   \pause
 214   \bigskip
 215   \begin{block}{Apply to square}
 216     square x = x * x
 217
 218     \smallskip
 219     \hrule
 220
 221     \smallskip
 222     square x = let res = x * x in res
 223   \end{block}
 224 }
 225
 226 \note[itemize]
 227 {
 228   \item Next sheet: transformation example
 229   \item Transformatie nodig om output poort een naam te geven
 230   \item Next sheet: Apply to square
 231   \item Toepassen op square, res heeft nu een naam.
 232 }
 233
 234 \frame
 235 {
 236   \frametitle{Normalization system}
 237
 238   \begin{figure}
 239     \includegraphics[width=9.5cm]{figures/norm/Normalizing}
 240   \end{figure}
 241 }
 242
 243 \note[itemize]
 244 {
 245   \item Systeem van transformaties
 246   \item Volgorde ongedefinieerd: Doe maar wat, tot het net meer kan.
 247   \item Next sheet: Graafnotatie
 248   \item Lijnen zijn transformaties
 249   \item Keuzes (meerdere uitgaande lijnen)
 250   \item Alles komt onderin uit
 251 }
 252
 253 \frame
 254 {
 255   \frametitle{Normalization system}
 256
 257   \begin{figure}
 258     \includegraphics[width=8cm]{figures/norm/Incorrect}
 259   \end{figure}
 260 }
 261
 262 \note[itemize]
 263 {
 264   \item Meerdere normaalvormen
 265   \item Cykel
 266   \item Systeem werkt nu \emph{meestal}
 267   \item verbeteringen en bewijzen nodig
 268 }
 269
 270 \frame
 271 {
 272   \frametitle{Normalization system}
 273
 274   \begin{itemize}
 275     \item Easy to work with
 276     \item Allows analysis
 277     \item Still complex
 278   \end{itemize}
 279 }
 280
 281 \note[itemize]
 282 {
 283   \item Goede scheiding
 284   \item Makkelijk implementeren
 285   \item Wiskundige beschrijving -$>$ bewijzen
 286   \item Huidige systeem is nog incompleet
 287   \item De goede weg
 288 }
 289
 290 \subsection{Summary}
 291
 292 \frame
 293 {
 294   \frametitle{But now?}
 295   \begin{itemize}
 296     \item \clash\ has a solid base
 297     \item Lots of work left
 298     \item Needs testing!
 299   \end{itemize}
 300 }
 301
 302 \note[itemize]
 303 {
 304   \item \clash\ is helemaal nieuw werk
 305   \item Tekortkomingen: Haskell is niet ideaal, state beschrijvingen zijn
 306   niet compact, transformaties zijn nog niet (bewezen compleet).
 307   \item Meer testen nodig,
 308 }
 309
 310 \subsection{Thanks}
 311 \frame
 312 {
 313   {\Huge Thanks!}
 314
 315 }
 316
 317 % vim: set filetype=tex sw=2 sts=2 expandtab: