[发明专利]一种基于FPGA的期货交易系统及方法

说明书

技术领域

本发明属于金融通信技术领域，更具体地，涉及一种基于FPGA的期货交易系统及方法。

背景技术

随着期货交易的程序化的日益普及，越来越多的期货交易通过计算机程序自动完成，这极大的提高了交易完成的效率，更快的下单意味着更高的成交概率。在期货交易，尤其是高频交易中，更快的交易系统，意味着可以更早地得到交易策略的执行，从而获取交易的主动权。

传统的期货交易方案使用纯软件的方式来实现订单交易，由计算机软件通过交易策略计算以及风险控制评估后得到有效数据，获得有效数据后组包成金融通信领域专用交易数据包，再通过内核集成的以太网协议栈对交易数据包组包成市场订单数据包，并通过计算机万兆以太网口发送市场订单数据包；这种方案引入的软件时延大都在几百微秒以上，难以满足期货交易中对交易数据进行快速收发订单的需求，无法在交易市场上抢占先机。随着高频交易的逐步推进，市场迫切地需要一种既能保障交易安全又能保障交易速度的期货交易系统及方法。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种基于FPGA的期货交易系统及方法，其目的在于提高期货交易中订单接收和发送的速度。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种基于FPGA的期货交易系统，包括订单数据解析模块、订单管理模块、风险控制模块、订单数据组包模块和网络连接维护模块；订单管理模块具有用于增加、删除、修改、查找的接口；

其中，订单数据解析模块用于根据协议从接收到的用户订单中解析出订单执行信息；

订单管理模块用于保存订单信息，并在收到交易所对订单信息的确认消息后更新订单薄，将订单簿的历史数据保存在数据库中；

风险控制模块用于进行订单风险判断及控制；根据行情价格数据、用户端设定的价格范围，以及用户端设定的单笔订单大小进行风险判断；当订单的价格和/或数量超过设定范围而判定订单有风险时，将该用户订单拦截，并将出现的错误消息反馈给用户端；

订单数据组包模块用于完成新建订单、修改订单、删除订单、请求获取订单状态，以及链路维护中的登录、退出、心跳数据订单的组包；网络连接维护模块用于进行网络协议栈的维护；

上述的期货交易系统基于FPGA实现，通过PCIE接口与外部服务器互联实现数据交互：外部服务器通过PCIE接口将用户端的信息发送给期货交易系统，通过期货交易系统进行订单管理处理、风险控制、订单组包、网络连接维护；并将订单市场数据通过QSFP+接口发送到外部交易所；市场数据通过QSFP+接口接入期货交易系统，在格式转换后进行数据解析获得订单数据。

优选的，上述期货交易系统，还包括PCIe总线控制器，10G PHY(Physical Layer，物理层)，DMA(Direct Memory Acces，直接内存存取)控制器，DDR3/QDR控制器，Block RAM，10GigE MAC(Media Access Control，媒体访问控制子层协议)；

其中，PCIe总线控制器具有连接外部CPU及内存的接口，10G PHY具有连接QSFP+用于订单收发的接口；

PCIe总线控制器用于与服务器互联实现数据交互；

10G PHY作为物理接口收发器用于将收到的MAC并行数据转化为串行数据流，再按照物理层的编码规则把数据编码，并转换为模拟信号发送；对接收的数据的处理流程反之；

DMA控制器用于当FPGA接收到订单数据更新时发出DMA操作请求，申请将订单数据写入服务器软件部分内存；

DDR3/QDR控制器用于实现FPGA对解析后的订单数据存储；

Block RAM用于将订单数据缓存，以便于通过DDR3/QDR控制器将数据存入DDR3或QDR中；10G MAC用于控制与连接物理层的物理介质。

优选的，上述的期货交易系统，其订单管理模块包括订单更新单元和用户端交互单元；

其中，订单更新单元用于完成用户订单的新增、取消、修改、查找；所述用户订单涉及不同的交易所或不同的市场；

用户端交互单元用于将用户端发送的订单消息通过PCIE接口发送到订单管理模块，并用于将订单管理模块发送的订单执行消息发送到用户端。

优选的，上述期货交易系统，其网络连接维护模块包括TCP解包单元、TCP链路维护管理单元、TCP存储单元和TCP组包单元；