01
高频交易与FPGA概述
高频交易定义与核心挑战 · FPGA vs CPU vs GPU · 课程架构
概念对比
02
FPGA开发环境搭建
Vivado/Quartus安装 · 开发板选型 · LED闪烁 · 仿真入门
工具实操
03
Verilog基础与组合逻辑
模块化 · assign/always · wire与reg · 运算符
语法组合
04
时序逻辑与状态机
触发器 · 同步异步复位 · FSM · 三段式写法
时序FSM
05
常用IP核与接口
FIFO · BRAM · UART/SPI · PLL时钟生成
IP接口
06
流水线设计思想
流水线原理 · 时空图 · 冒险解决 · 加法树案例
架构性能
07
低延迟设计技巧
关键路径 · 寄存器平衡 · 逻辑复制 · 乒乓操作
优化延迟
08
网络协议基础
以太网帧 · ARP · IP/UDP · MAC与PHY
网络协议
09
UDP硬件协议栈实现
UDP发送/接收 · CRC校验 · 回环测试
UDP硬件
10
TCP协议栈简化实现
TCP状态机 · 滑动窗口 · 重传 · 硬件友好设计
TCP状态机
11
时间同步技术
PTP协议 · 硬件时间戳 · 时钟同步 · 纳秒精度
同步PTP
12
订单簿数据结构
限价订单簿 · 价格-时间优先 · 哈希表 · 二叉堆
数据结构硬件
13
撮合引擎硬件实现
价格优先撮合 · 比较器阵列 · 流水线 · 性能评估
撮合引擎
14
风险控制模块
最大订单量 · 价格偏离 · 自成交预防 · 硬件风控
风控安全
15
市场数据解析
ITCH/OUCH格式 · 行情解码 · 多路合并 · 校验
行情解码
16
信号处理基础
滑动平均 · 指数加权 · 相关性 · FFT硬件实现
信号滤波
17
统计套利硬件加速
协整检验 · 均值回归 · 配对交易 · 实时信号
套利统计
18
机器学习推理加速
决策树 · 神经网络 · SVM · 模型量化定点化
ML推理
19
高性能存储架构
HBM/DDR4 · NUMA · 数据预取 · 缓存一致性
存储DDR
20
PCIe接口与DMA
PCIe协议 · DMA引擎 · Bar空间 · 中断处理
PCIeDMA
21
多FPGA协同设计
板间通信 · Aurora/GTY · 分布式时钟 · 同步
协同高速
22
硬件调试与验证
ChipScope/SignalTap · 逻辑分析仪 · 硬件断点
调试验证
23
时序收敛实战
时序约束 · 多周期路径 · 虚假路径 · STA报告
时序收敛
24
功耗优化
动态/静态功耗 · 时钟门控 · 操作数隔离 · 调压
功耗优化
25
系统集成与测试
硬件在环 · 回测系统 · 延迟测量 · 抖动分析
集成测试
26
FPGA安全与加密
比特流加密 · 防篡改 · 安全启动 · 侧信道防护
安全加密
27
云FPGA部署
AWS F1/阿里云 · Shell与Role · 弹性伸缩 · 成本
云部署
28
性能基准测试
延迟测试 · 吞吐量 · 资源利用率 · 与CPU对比
基准性能
29
案例研究
做市商FPGA加速 · 微秒到纳秒 · 实际部署经验
案例实战
30
未来趋势
RISC-V融合 · Chiplet · 光互连 · AI驱动设计
前沿趋势