[发明专利]一种基于FPGA的交易所行情信息处理方法和系统

说明书

本发明公开了一种基于FPGA的交易所行情信息处理方法和系统，提升交易系统行情信息处理能力，提升系统延时性能，降低系统耦合度，满足行情计算实时性、低延时和高吞吐率的特点。其技术方案为：采用基于FPGA面向以太网络协议栈的多层次跨越式解析封装，减少基于主机存储转发网络协议栈的处理延时；采用状态机拆解数据包解决字段对齐和协议域匹配问题，以利于后续模块流水化处理；采用数据包分发方法将行情信息处理过程使用不同硬件模块并行化处理，加速行情信息生成；采用FPGA为主CPU为辅的软硬件设计划分方法，以及片上高速缓存的分配，缓解FPGA性能与资源的冲突；采用组播的方式推送行情，解决轮询带来的不公平接入问题以及广播时带来的用户身份认证问题。

技术领域

本发明涉及一种交易所行情信息的处理方法和系统，尤其涉及有关金融期货领域，面向期货交易所实时、高效、高吞吐率的行情信息进行处理的方法和系统。

背景技术

行情信息是指交易所根据有关规定和市场需要发布的不同层次的即时交易信息，内容包括合约名称、合约月份、最新价、涨跌、成交量、持仓量、申买价、申卖价、申买量、申卖量、结算价、开盘价、收盘价、最高价、最低价前结算价等交易信息。

行情信息计算具有如下特点：第一，实时性要求高，在最短时间内计算出各合约不同层次的即时交易信息；第二，合约计算独立，每个交易合约单独计算各自合约的成交信息和报单信息，各合约行情信息的更新独立并行。第三，高吞吐率，在行情爆发式增长情况下，要能够处理全部合约的报单和交易信息，即时更新并发布行情信息。

传统以CPU为核心的软件计算技术难以兼顾低延时、高吞吐率的计算要求；为了促进期货市场的发展，更好更公平地服务于期货投资者，交易所迫切需要利用硬件加速针对行情信息的解决方案。

发明内容

以下给出一个或多个方面的简要概述以提供对这些方面的基本理解。此概述不是所有构想到的方面的详尽综览，并且既非旨在指认出所有方面的关键性或决定性要素亦非试图界定任何或所有方面的范围。其唯一的目的是要以简化形式给出一个或多个方面的一些概念以为稍后给出的更加详细的描述之序。

本发明的目的在于解决上述问题，提供了一种基于FPGA的交易所行情信息处理方法和系统，提升了交易系统的期货行情信息的处理能力，提升了系统的延时性能，降低了交易系统的耦合程度，能够满足金融期货行情计算实时性、低延时和吞吐率要求高的特点。

本发明的技术方案为：本发明揭示了一种基于FPGA的交易所行情信息处理方法，包括：

基于FPGA双10G高速网卡面向以太网络的多层次协议解析，FPGA直接从链路层开始解析数据包中的内容，将传输层、网络层、应用层数据包的层层封装信息剥离，得到业务数据；

对数据包进行拆解和分发，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为辅的软硬件设计划分，FPGA根据订单回报和成交回报重构订单簿，CPU启停FPGA和负责初始化FPGA；

将买方买价和卖方卖价组织成行情信息，基于FPGA面向以太网络的多层次协议进行封装和行情的组播推送。

根据本发明的基于FPGA的交易所行情信息处理方法的一实施例，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。