[发明专利]一种基于FPGA的交易所行情信息处理方法和系统

权利要求书

1.一种基于FPGA的交易所行情信息处理方法，包括：

基于FPGA面向以太网络的多层次协议解析，通过FPGA网卡在链路层解析以太网数据包中的内容，将传输层、网络层、应用层数据包的封装信息层层剥离，获取业务数据；

对业务数据进行拆解和分发，利用数据包拆分状态机将一个含有多个域的数据包分解成多个只含有一个域的数据包，使得硬件逻辑能够直接处理最小业务数据，实现数据包类型的识别，将不同类型的数据包分流到不同的硬件逻辑处理单元，过滤掉不需要的数据包；

采用FPGA为主CPU为辅的功能划分，根据订单回报和成交回报重构订单簿，其中CPU只负责启停和初始化FPGA状态，FPGA负责订单簿构造逻辑；

将买方买价和卖方卖价组织成行情信息，基于以太网的多层次协议进行信息封装和行情的组播推送。

2.根据权利要求1所述的基于FPGA的交易所行情信息处理方法，其特征在于，在基于FPGA面向以太网络的多层次协议解析的步骤中，先进行UDP/IP网络协议解析，再进行期货应用协议XTP协议解析，以获取应用层数据。

3.根据权利要求1所述的基于FPGA的交易所行情信息处理方法，其特征在于，不同类型的数据包包括初始化包、订单回报包、成交回报包，其中初始化包是初始化FPGA参数和配置信息，更新查找表；订单回报包是匹配合约，确定合约买卖方向，订单状态维持，解析订单交易数量，更新分价表；成交回报包是判断买卖方向，计算被动方原始价位，计算成交量，更新最优买卖价格。

4.根据权利要求1所述的基于FPGA的交易所行情信息处理方法，其特征在于，在重构订单簿的步骤中，采用FPGA为主CPU为辅的软硬件划分方法：将最优档价位在FPGA高速缓存中有序更新，其余在FPGA高速缓存外有序更新；CPU只提供启停信号和初始化信息，FPGA负责业务逻辑，业务数据流从FPGA进入再经由FPGA流出，实现行情信息高速处理并转发。

5.根据权利要求1所述的基于FPGA的交易所行情信息处理方法，其特征在于，在对行情信息进行封装的步骤中，先将行情信息封装成XTP格式数据包，再按照UDP协议封装成以太网数据包，再向外组播发送。

6.一种基于FPGA的交易所行情信息处理系统，其特征在于，包括主机CPU、多个接口和FPGA板卡，其中：

主机CPU通过接口和FPGA板卡相连，用于控制和监控FPGA板卡的运行；

FPGA板卡通过自身板上的网口和外部进行通讯，其中FGPA板卡进一步包括：

协议栈处理模块，在接收数据时基于FPGA面向以太网络的多层次协议输入数据流进行解析，将传输层、网络层、应用层数据包的封装信息剥离，得到业务数据，在发送数据时基于FGPA面向以太网络的多层次协议对行情信息进行封装后推送；

订单簿操作模块，其中包括：

数据包拆解和分发单元，利用数据包拆分状态机将一个含有多个域的数据包分解成多个只含有一个域的数据包，使得硬件逻辑能够直接处理最小业务数据，识别数据包类型，将不同类型的数据包分流到不同的硬件逻辑处理单元，过滤掉不需要的数据包；

订单簿重构单元，划分CPU和FPGA分工，在FPGA上根据订单回报和成交回报重构订单簿，CPU启停FPGA并负责初始化；

行情生成推送模块，将买方买价和卖方卖价组织成行情信息，并经协议栈处理模块封装后向外推送给多播组。

7.根据权利要求6所述的基于FPGA的交易所行情信息处理系统，其特征在于，协议栈处理模块在解析数据包时先进行UDP/IP协议解析，再进行期货应用协议XTP协议解析。

8.根据权利要求6所述的基于FPGA的交易所行情信息处理系统，其特征在于，数据包拆解和分发单元处理的不同类型的数据包包括初始化包、订单回报包、成交回报包，其中初始化包是初始化FPGA参数和配置信息，更新查找表；订单回报包是匹配合约，确定订单类型，订单状态维持，解析订单交易数量，更新分价表；成交回报包是根据三价取中原则判断买卖方向，计算被动方原始价位，计算成交量，更新最优买卖价格。