【交易技术前沿】FPGA技术在沪深行情加速的应用

原船驶往:FPGA技术在沪深顾客界的家用电器



作者:郑继祥、张建国、张立生、王先平、李小波、余坚

(招商贴纸有穷的责任公司

摘要:

在贴纸买卖疆土,出价录音兑换神速,获益时机临时的,具有较低的推延、更快的答复,这述语我们家可以诱惹售和售的时机和投资额。现场可编程序的门阵列(略语 与国际公约的软件系统比拟,FPGA技术,可预测的超低推延,这项技术已投资额于华尔街。、高频买卖等疆土明快。

招商贴纸境内贴纸公司,FPGA的技术成果初取得成,因为FPGA的五金器具沪深顾客界系统的懂。该系统自拿来以后,接见了用户的绝顶认可。,真实买卖的延续亚一百万分经过秒级顾客界保养。

本文次要引见到何种地步懂商厦的五金器具迅速完成的,它包孕系统的设计和懂、系统的测终结与系统的强可广大地域性,想要对FPGA技术的课题和家用电器有所扶助,为应用者想要相互关系技术咨询,塑造良好的科学技术生态球。

钥匙词:FPGA、上海、申哲二级、异构有构架的、顾客界吃水开动机器、全息的援用、Fin-lib、生态系统

一、概述

低买卖推延的挑动

在贴纸买卖疆土,获益时机临时的,折扣买卖推延是迷住资金买卖的要点目的经过。。眼前,国际银天命的买卖系统根本上是A,买卖迅速完成的的阻碍,无法应验超低推延的买卖必须。和 资金科学技术开展,杂多的算法事务、定量买卖的衰亡,银天命追求折扣买卖推延的事件在晋级,相称次要资金机构方面的要点挑动经过。尤其地晚近,顺序性买卖的多重的运用,国际公约的软件技术或以软件为要点的迅速完成的技术难以应验一百万分经过秒级的实时处置和实时答复的召唤。业界在追求广大地域低推延买卖系统的receive 接纳。,因为GPU、FPGA五金器具的同意迅速完成的技术曾经逐步进入,相称资金科学技术疆土的抢手水流,它是华尔街的主流技术经过。

高处买卖推延唯一的到何种地步迅速完成的财务录音。FPGA具有五金器具编程序功用、低功耗、低推延得分。因为RTL(登记) Transfer Level:登记表达级的逻辑编程序,可特殊用途化的显示:容易看懂的地当播音员一致,如TCP/IP堆栈倾倒、杂多的音讯编码和解码(如要害一致解码,懂录音同意和管道同意,懂极低的系统推延和极高的系统电容。

3月在上海和深圳初成家用电器FPGA技术

晚近,跟随国际资金顾客界的要害开展和扩张,承认高机能的勤劳通讯系统、高可靠、高电容、低推延开展方向。第三方资金科学技术公司,接踵拿来了因为FPGA的乘积,特别在接近的的天命,应用fpg应用杂多的家用电器顺序,也许出价、买卖、风控等疆土,成效锋利的,为世纪年头FPGA的家用电器和开展想要了咨询。。

肉体美选择招商贴纸远在2016年预调FPGA技术的家用电器,机构FPGA把联套在车上,启动相互关系技术课题和评价,评价工程已经过净独自海损不赔、OpenCL+RTL异构、RTL 软件同分异构现象等,终极因为资金和顾客系统的不变量性、系统可广大地域性、装满的思索healt,选择RTL 软件的异构架构。

为什么选择FPGA技术迅速完成的MarkeFPGA把联套在车上对沪深行情从买卖所将前置机VDE/MDGW至行情家用电器客户端的时延途径举行剖析(见图1-1沪深贴纸买卖所顾客界推延示意图),眼前,业界应用软件来解码顾客界,想要顾客界保养。这些顾客界解码保养有很大的推延,超越10手写本,顾客界解码软件的录音处置充其量的有穷的,在股市正中鹄的牛市的压力下,实时性甚至不这么有包管。2017年FPGA把联套在车上启动上海、申哲二级迅速完成的冠词,用FPGA懂上海、深圳二级译码,同时应用C 软件和MATLAB证明使工夫互相一致,为RTL指定遗传密码的波湾阴谋和最优化想要咨询,上海贴纸买卖所要害解码引擎的终极懂,端到端处置推延高处到10一百万分经过秒以下(包孕,取慢着锋利的的迅速完成的终结。

图1-1 沪深贴纸买卖所顾客界推延示意图

1000倍迅速完成的终结

国际贴纸天命FPGA技术预约的根本空白,招商贴纸五金器具顾客界系统引入组织CPU-FPGA,设计程度锋利的,FPGA的有效性。上海、深圳二级译码要点算法的应用,特别上海贴纸买卖所的步进要害译码算法,解码推延低至纳秒,同时懂净空处置充其量的。

应用后五金器具出价系统的继续最优化,经过杂多的严厉的机能压力份量,回送推延缺乏10一百万分经过秒,机能前进1000次。在C平台上采取全管道设计,懂了系统的高流率。,是目前的顾客界全天最高程度的100倍,轻易应对股市正中鹄的牛市交通急速甩动。目前的主流顾客界保养系统的实时份量喻为,显示系统平均分配可以成功8 ~ 13手写本迅速完成的效应,特别面临上海贴纸买卖所复杂的要害编码成绩,它还显示了FPGA解码的权力大的机能。。

又,五金器具顾客界系统还设计了一任一某一实时使工夫互相一致表达系统。,应用高效的紧缩/失压算法,折扣上海与申哲暗正中鹄的录音表达带宽,使上海、深圳的恣意混合的享用超低推延顾客界保养。

顾客界录音的吃水处置是系统的要紧结合学派。,在FPGA行情解码的根底曾经懂深市全息的援用保养,后续课题将想要更多使吃重的顾客界吃水开动机器保养。

二、上海、深圳顾客界的FPGA技术设计与懂

因为FPG的异构系统架构设计

不求再进事情和广大地域必须,根本五金器具选择指挥的列举如下:

(1)100千兆以太网啮合,顾客界发明、TCP顾客界推进、组播顾客界推进运动采取孤独啮合。

(2)可特殊用途化鞋头 IP,帮助TCP、UDP、IGMP、ICMP、ARP、RARP完整倾倒,TCP衔接数反正帮助3个。

(3)PCIe Gen3X8,与Gen1/2/3亲和的。

(4)反正两个将存入银行 DDR,内存电容不缺乏8G。

(5)反正两个将存入银行 QDR。

国际公约TCP /IP 一致因为CP Central Processing Unit,中央处置器单元) 进行的软件,应用CPU 增大TCP /IP 一致栈处置,现场直播的充其量的差、实力楼下的的错误,使从事弘量CPU 资源,废物仓库面积,产生弘量的电力耗费,使其具有本钱效益,侵袭机能,千兆以太网带宽资源应用缺乏。故所选的板卡应用万兆以太网口作为其通讯表达啮合,帮助TCP /IP 一致栈的TOE IP是到站的一任一某一密码。经过FPGA 懂TCP /IP 一致栈和以太网MA 测定,一号属于主CP 这学派任务由附加五金器具环形道完成的。,高处CPU 的担负,放慢系统快速地流动的充其量的,前进系统机能。系统可广大地域性是系统设计的钥匙经过。。从下到上可分为五的逻辑安排,包孕FPG的根本显示:容易看懂的地当播音员层、FPGA顾客界事情层、行情支配层、男教师FPGA啮合层和男教师支配保养层,明白安排间的设计和应用分界线,上求助于和下模,用于打电话给较低或相同的人依序排列模块的啮合,上亚表层功用完整解耦,如图2-1所示。

图2-1 系统架构块图

到站的,FPGA的根本显示:容易看懂的地当播音员懂了孤独的显示:容易看懂的地当播音员。,想要容易看懂的的功用限度局限和容易看懂的的应用交流。可以经过C在男教师端和FPGA端举行最接近的呼叫。。

2.2 二级顾客界译码引擎

上海贴纸买卖所通讯系统公司(略语“交上所”)于2016年达到新生代的低延时行情宣布系统LDDS,帮助多种发明,低推延、大流量、易广大地域、高愿望和静止得分,在更好地的系统典礼中,系统的平均分配推延缺乏。二级 顾客界系统因为要害技术规范、承认专业投资额者的新生代实时行情宣布系统。与国际公约的根本使佩带像章比拟,二级更实时,包孕更多的价钱吃水、逐笔买卖、定货单和静止论点的通讯等质地。下面是下面exchang的2级示例,顾客界解码引擎的懂。

交上所的LDDS以国际规范的资金通讯替换一致(FIX/FAST)为根底,录音表达一致战场,战场我国贴纸顾客界录音的得分又Level-2行情质地的得分设计在贴纸顾客界录音疆土具有匠心的算法。要害一致生活了fix protoco的柔度,详细地Margi紧缩顾客界录音,不普通的预付了开动机器排挡。FAST系统大幅高处Level-2行情所需的表达带宽(不到起形成作用的人的25%)和宣布系统的指责(高处到起形成作用的人的10%)

焉上海的股本交易所要害一致的不相同族,同时,战场RT的得分,设计同意集、全传递高效要害解码引擎工程,如图2-2所示,不相同顾客界典型的译码同意处置,战场实践家用电器高处侦查化引擎的全部含义,经过PU懂高高的的录音解码。同时,fast的xml模板可以婚配,以回应替换的兑换。

图2-2 上海贴纸买卖所要害译码引擎小题大做审核图解

全息的援用

眼前天命1000级顾客界因为最新的3月2日程度,它可以打破原一些10级顾客分界线制,深化当播音员人事栏迷住价钱的佣钱全部含义和小事,让用户更明晰地主教教区人事栏的股本佣钱的小事,它不普通的一致的环顾长途电话通讯悬挂列表和赘语列表,懂的股本顾客界的情状。也许我们家应用顺序自动化来剖析和随后的股本价钱的兑换,1000级顾客界将相称顺序化买卖的凶器。

五金器具行情系统想要吃水行情开动机器增额保养――全息的援用,即在懂千级使佩带像章的根底上,用户可以特殊用途化N包装顾客界和佣钱解释的详细通讯。。客户在然而收到实时出价,帮助全息的援用的订阅和接纳功用。

三、五金器具出价系统份量水果

机能份量

FPGA内幕处置推延缺乏micro的喷射器开发器剖析,助动词=have运转工夫为n手写本的软件系统,推延完整可以疏忽无论。

在应用五金器具出价系统的审核中,婚配份量系统的使工夫互相一致应用,份量系统次要包孕模仿顾客界发明、回放顾客界发明及客户端自动化份量顺序结合。回放顾客界发明应用真实买卖所行情录音包装举行易操纵的速率的回放,修订不相同通入方法下的五金器具出价系统、不变量性和系统电容份量。

应用回放顾客界发明,将尤指用手播速率设置为软件limi,份量系统处置充其量的,水果解释,上海股市的峰值处置充其量的,深圳的峰值处置充其量的高达300万支。。相助动词=have目前的(2019年1月)顾客界,五金器具出价系统的处置充其量的是THA的100倍,足以周旋股市正中鹄的牛市漂的侵袭。

在成功FPGA系统的最大电容先前,全部地系统将无反压力。,系统延时喻为不变量,这同样FPGA系统的优点经过。,无CPU系统调整成绩,上电容内恣意流量,延时是紧抱不变量的。。

实时行情提速终结比较份量

买卖托管后五金器具出价系统上部位,份量实时使佩带像章的迅速完成的机能,在一台份量男教师上别离布置FPGA行情客户端和目前的公司小题大做合格的应用的软件行情客户端,两套系统接入相同的任一某一顾客界发明,以确保安博都在相同的起碇管沿途。在份量男教师上运转机能份量顺序,运转两个特殊用途CPU的线索会给接纳到的顾客界录音附带说明工夫戳。,过后经过独自的写信反映线索将录音写信反映包装。如图3-1所示。整天的的录音搜集(2018-11-20,在收盘后运转录音剖析比较顺序将两个系统的行情录音举行相同的条行情录音的婚配,接见两个系统将相同的任一某一顾客界推向T的工夫差,如此工夫差是相助动词=have。

图3-1 实时行情提速份量示意图

实验计算总数水果:软件出价系统,端到端处置推延约为13手写本(包孕系统LA,五金器具出价系统低至10一百万分经过秒,机能前进1000次。

四、思索可缩放性

东窗事发,RTL应用,RTL设计的持续存在亲和的性、可缩放性差的错误,当预安装功用应用完成的时,当新必须或功用产生兑换时,应用份量环绕将很长,从此,我们家本应思索到T架构正中鹄的系统可伸缩性成绩。,答复顾客界兑换和客户必须。

(1) 饰面帮助上海、深圳双标

目前的沪深买卖所暗中行情录音不共享,系统对上海市和上海市的实质性的买卖所的录音举行处置。。思索上海、深圳顾客界吐艳共享的能够性,在相同的块板上设计,可同时开动机器上海和深圳,只需经过下层软件举行划拨的款项,那就够了懂饰面帮助上海、深圳双标,离修正FPG的RTL设计。

帮助沪深顾客界最优化使工夫互相一致,应用上海要害顾客界的高紧缩率,上海太难了哲无编码要害录音的最接近的使工夫互相一致,深圳FPGA译码,这可以深一层的最优化上海和SHE暗正中鹄的使工夫互相一致推延。

(2) 因为异构的顾客界吃水开动机器保养

CPU-FPGA异构设计工程仍在Marke组织中应用。,将复杂处置分限量供应男教师,必要迅速完成的的零件放在FPG上。。比如目前的的全息的援用保养是因为行情录音的深开动机器保养,应用CPU懂顾客界录音处置与计算,增大的全息的援用录音经过FPGA想要的低延时表达隔墙将录音推进运动于客户端,在包管机能的同时,不普通的折扣了用双手触摸、举起或握住的难事和工夫。 to 上市工夫。

预调正中鹄的特殊用途化标定指数计算保养将在。当CPU计算碰撞阻碍时,它将把计算聚集的学派融入到T的懂中。,最优化系统机能,同时,确保应用人员的及时性。

五、FPGA技术家用电器的下一步尝试

经过五金器具出价系统的运转和杂多的喻为份量,校对了可编程序的门阵列(FPGA)技术在国际半导体天命家用电器的现实性。。顾客界冠词试水成,预付对下次在事务迅速完成的中家用电器FPGA的确信。FPGA技术的超低推延、净空电容、在资金疆土,高不变量性和静止优势将是很许诺的。,想要相称国际资金疆土的主流技术经过。

在冠词应用审核中,懂FPGA RTL依序排列的应用太登陆处了、门槛太高了、应用环绕太长,特别在要害兑换的资金机关,应用环绕能够确定冠词的成败。。经过与智能工匠的深化沟通,也许软件应用人员应用OpenCL技术应用,这么Pro的实力,延长冠词工夫 to 上市工夫。

OpenCL是异构系统的第一任一某一同意编程序规范,是一任一某一一致的编程序典礼,软件应用人员可以附近的地应用异构的高机能。与国际公约的RTL设计进行比拟,opencl是应用类C初级编程序专门用语设计的。,高高的安排的设计萃取物,指定遗传密码的可重用性、可广大地域性将在RT上懂质的飞跃。。

在贴纸业的FPGA技术的首要的,作为先锋,我们家去过很多深坑,走了很多绕路,开始认识到达到科学技术生态球的要紧性,为了深一层的家用电器柔度擀面板技术,课题履行以下用双手触摸、举起或握住:

(1) 应用Intel、赛破裂五金器具制造商吃水提携,将持续存在五金器具出价系统封装到根本BS中。

(2) 顾客界吃水开动机器相互关系增额事情算法应用OPENCL应用。

(3) 运算Kernel经过IO-Channel的方法最接近的应用FPGA五金器具行情,懂最小的的时延。

(4) 第三方银天命务应用者应用事情M平台、校对和用双手触摸、举起或握住。

更多顾虑接近的的想,想要在OpenCL和静止HIG中懂的事情模块、刻度扮演角色件的计算、惟一的的股本选择的固定价格计算、的股本走势计算的家用电器,将天命广大地域的事情模块封装到fin-lib库中,懂与打电话给软件li同样地附近的。



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