[發明專利]一種基于FPGA的交易所行情信息處理方法和系統

在審

• 申請號: 201611262320.X
• 申請日: 2016-12-30
• 公開（公告）號: CN108269188A
• 公開（公告）日: 2018-07-10
• 發明（設計）人: 章慶;史光偉;魯繼東;高劍;鄭永康
• 申請（專利權）人: 上海金融期貨信息技術有限公司
• 主分類號: G06Q40/04
• 分類號: G06Q40/04;H04L29/06
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 施浩

1.一種基于FPGA的交易所行情信息處理方法，包括：

基于FPGA面向以太網絡的多層次協議解析，通過FPGA網卡在鏈路層解析以太網數據包中的內容，將傳輸層、網絡層、應用層數據包的封裝信息層層剝離，獲取業務數據；

對業務數據進行拆解和分發，利用數據包拆分狀態機將一個含有多個域的數據包分解成多個只含有一個域的數據包，使得硬件邏輯能夠直接處理最小業務數據，實現數據包類型的識別，將不同類型的數據包分流到不同的硬件邏輯處理單元，過濾掉不需要的數據包；

采用FPGA為主CPU為輔的功能劃分，根據訂單回報和成交回報重構訂單簿，其中CPU只負責啟停和初始化FPGA狀態，FPGA負責訂單簿構造邏輯；

將買方買價和賣方賣價組織成行情信息，基于以太網的多層次協議進行信息封裝和行情的組播推送。

2.根據權利要求1所述的基于FPGA的交易所行情信息處理方法，其特征在于，在基于FPGA面向以太網絡的多層次協議解析的步驟中，先進行UDP/IP網絡協議解析，再進行期貨應用協議XTP協議解析，以獲取應用層數據。

3.根據權利要求1所述的基于FPGA的交易所行情信息處理方法，其特征在于，不同類型的數據包包括初始化包、訂單回報包、成交回報包，其中初始化包是初始化FPGA參數和配置信息，更新查找表；訂單回報包是匹配合約，確定合約買賣方向，訂單狀態維持，解析訂單交易數量，更新分價表；成交回報包是判斷買賣方向，計算被動方原始價位，計算成交量，更新最優買賣價格。

4.根據權利要求1所述的基于FPGA的交易所行情信息處理方法，其特征在于，在重構訂單簿的步驟中，采用FPGA為主CPU為輔的軟硬件劃分方法：將最優檔價位在FPGA高速緩存中有序更新，其余在FPGA高速緩存外有序更新；CPU只提供啟停信號和初始化信息，FPGA負責業務邏輯，業務數據流從FPGA進入再經由FPGA流出，實現行情信息高速處理并轉發。

5.根據權利要求1所述的基于FPGA的交易所行情信息處理方法，其特征在于，在對行情信息進行封裝的步驟中，先將行情信息封裝成XTP格式數據包，再按照UDP協議封裝成以太網數據包，再向外組播發送。

6.一種基于FPGA的交易所行情信息處理系統，其特征在于，包括主機CPU、多個接口和FPGA板卡，其中：

主機CPU通過接口和FPGA板卡相連，用于控制和監控FPGA板卡的運行；

FPGA板卡通過自身板上的網口和外部進行通訊，其中FGPA板卡進一步包括：

協議棧處理模塊，在接收數據時基于FPGA面向以太網絡的多層次協議輸入數據流進行解析，將傳輸層、網絡層、應用層數據包的封裝信息剝離，得到業務數據，在發送數據時基于FGPA面向以太網絡的多層次協議對行情信息進行封裝后推送；

訂單簿操作模塊，其中包括：

數據包拆解和分發單元，利用數據包拆分狀態機將一個含有多個域的數據包分解成多個只含有一個域的數據包，使得硬件邏輯能夠直接處理最小業務數據，識別數據包類型，將不同類型的數據包分流到不同的硬件邏輯處理單元，過濾掉不需要的數據包；

訂單簿重構單元，劃分CPU和FPGA分工，在FPGA上根據訂單回報和成交回報重構訂單簿，CPU啟停FPGA并負責初始化；

行情生成推送模塊，將買方買價和賣方賣價組織成行情信息，并經協議棧處理模塊封裝后向外推送給多播組。

7.根據權利要求6所述的基于FPGA的交易所行情信息處理系統，其特征在于，協議棧處理模塊在解析數據包時先進行UDP/IP協議解析，再進行期貨應用協議XTP協議解析。

8.根據權利要求6所述的基于FPGA的交易所行情信息處理系統，其特征在于，數據包拆解和分發單元處理的不同類型的數據包包括初始化包、訂單回報包、成交回報包，其中初始化包是初始化FPGA參數和配置信息，更新查找表；訂單回報包是匹配合約，確定訂單類型，訂單狀態維持，解析訂單交易數量，更新分價表；成交回報包是根據三價取中原則判斷買賣方向，計算被動方原始價位，計算成交量，更新最優買賣價格。