基于Heston模型的期权定价计算加速器、加速卡及设备制造技术

本发明专利技术公开了一种基于Heston模型的期权定价计算加速器、加速卡及设备，本发明专利技术的加速器包括用于针对每一条模拟路径模拟M个时间点的波动率Vt的第一电路，包括多路选择器、第一中间结果计算电路、加法器以及延时器，加法器用于延时器输出的上一次迭代预测的波动率、第一中间结果计算电路输出的第一中间结果求和得到本次迭代预测的波动率Vt并通过延时器delayF延时输出。本发明专利技术能够针对基于Heston模型的期权定价计算中每一条模拟路径模拟M个时间点的波动率进行全流水计算，硬件加速实现过程没有停顿，整个计算过程的全流水化可有效提高加速计算的效率，相对于同等工艺下的CPU和GPU实现而言具有更好的能效比和性能。GPU实现而言具有更好的能效比和性能。GPU实现而言具有更好的能效比和性能。

【技术实现步骤摘要】
基于Heston模型的期权定价计算加速器、加速卡及设备


[0001]本专利技术涉及基于FPGA的计算加速技术，具体涉及一种基于Heston模型的期权定价计算加速器、加速卡及设备。

技术介绍

[0002]期权定价的计算是期权交易行业的基本运算需求。图1为针对期权定价计算，现有基于Heston模型的蒙特卡罗求解过程及其涉及的符号解释，求解过程包括：S1，初始化期权的收益值总和sum_payoff的值为0，初始时间点的价格S(0)为资产在签约日初始的价格S0，初始时间点的波动率V(0)为资产在签约日初始的波动率V0；S2，针对N条模拟路径进行遍历，且针对遍历得到的当前路径j的处理包括：针对当前路径j模拟M个时间点t，分别得到各个时间点t的价格St和波动率Vt；然后针对第M个时间点t对应的价格S(M)，若价格S(M)大于预设的期权的执行价格strike_price，则将价格S(M)、减去预设的期权的执行价格strike_price得到的差价累加到期权的收益值总和sum_payoff的值；S3，遍历完N条模拟路径后，首先根据ave_payoff=sum_本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于Heston模型的期权定价计算加速器，其特征在于，包括用于针对每一条模拟路径模拟M个时间点的波动率Vt的第一电路，所述第一电路包括：多路选择器MUXA，用于选择初始的波动率V0或者上一次迭代预测的波动率作为上一次迭代预测的波动率V(t
‑
1)；第一中间结果计算电路，用于根据多路选择器MUXA输出的上一次迭代预测的波动率V(t
‑
1)计算第一中间结果kappa
×
dt
×
(theta
‑
Vreal)+beta
×
sqrt(Vreal)
×
Zv
×
sqrt (dt)，其中，kappa为均值回归速度，dt为时间间隔，theta为长期方差，Vreal为实时波动率，beta为波动率方差，sqrt为平方根函数，Zv为高斯随机数；延时器delayA，用于将多路选择器MUXA输出的上一次迭代预测的波动率V(t
‑
1)延时；加法器a4，用于延时器delayA输出的上一次迭代预测的波动率V(t
‑
1)、第一中间结果计算电路输出的第一中间结果kappa
×
dt
×
(theta
‑
Vreal)+beta
×
sqrt(Vreal)
×
Zv
×
sqrt (dt)求和得到本次迭代预测的波动率Vt；延时器delayF，用于将本次迭代预测的波动率Vt延时后输出。2.根据权利要求1所述的基于Heston模型的期权定价计算加速器，其特征在于，所述第一中间结果计算电路包括：比较器comp0，用于将常数0和多路选择器MUXA输出的上一次迭代预测的波动率V(t
‑
1)进行比较以生成控制信号；多路选择器MUXC，用于在比较器comp0生成的控制信号控制下，在多路选择器MUXA输出的上一次迭代预测的波动率V(t
‑
1)和常数0中选择较大者作为得到的实时波动率Vreal；延时器delayB，用于将多路选择器MUXC输出的实时波动率Vreal延时；减法器a2，用于将设定的长期方差theta减去延时器delayB输出的实时波动率Vreal得到结果(theta
‑
Vreal)；乘法器m7，用于将减法器a2输出的结果(theta
‑
Vreal)和结果kap_dt相乘以得到结果kappa
×
dt
×
(theta
‑
Vreal)，其中结果kap_dt为通过一乘法器将设定的均值回归速度kappa和时间间隔dt相乘得到，时间间隔dt为通过一乘法器将合约到期时间T除以每条路径模拟的时间间隔数量M得到；平方根运算器sqrt，用于将多路选择器MUXC输出的实时波动率Vreal进行开平方运算得到结果sqrt(Vreal)；延时器delayC，用于将外部输入的高斯随机数Zv延时；乘法器m5，用于将平方根运算器sqrt输出的结果sqrt(Vreal)和延时器delayC延时后的高斯随机数Zv相乘得到结果sqrt(Vreal)
×
Zv；乘法器m6，用于将乘法器m5输出的结果sqrt(Vreal)
×
Zv和结果beta_sqrt_dt相乘得到结果beta
×
sqrt(Vreal)
×
Zv
×
sqrt (dt)，其中结果beta_sqrt_dt为通过一乘法器将波动率方差beta和结果sqrt _dt相乘得到，结果sqrt _dt为将时间间隔dt通过一平方根运算器开平方运算得到；延时器delayA，用于将多路选择器MUXA输出的上一次迭代预测的波动率V(t
‑
1)延时；加法器a3，用于将乘法器m7输出的结果kappa
×
dt
×
(theta
‑
Vreal)和乘法器m6输出的结果beta
×
sqrt(Vreal)
×
Zv
×
sqrt (dt)相加得到第一中间结果kappa
×
dt
×
(theta
‑
Vreal)+beta
×
sqrt(Vreal)
×
Zv
×
sqrt (dt)。
3.根据权利要求2所述的基于Heston模型的期权定价计算加速器，其特征在于，所述期权定价计算加速器还包括用于针对每一条模拟路径模拟M个时间点的价格St的第二电路，所述第二电路包括：多路选择器MUXB，用于选择初始的价格S0或者上一次迭代预测的价格作为上一次迭代预测的价格S(t
‑
1)；延时器delayD，用于将多路选择器MUXB输出的上一次迭代预测的价格S(t
‑
1)延时输出；第二中间结果计算电路，用于计算出结果(1+r
×
dt + sqrt(Vreal)
×
Zs
×
sqrt (dt))，其中r为无风险收益率，dt为时间间隔，sqrt为平方根函数，Zs为中间变量，且有Zs=rho
×
Zv+sqrt(1
‑
(rho
×
rho))
×
Ztemp，其中rho为布朗运动的相关系数，Zv和Ztemp为高斯随机数；乘法器m4，用于将第二中间结果计算电路计算得到的结果(1+r
×
dt + sqrt(Vreal)
×
Zs
×
sqrt (dt))和延时器delayD输出的上一次迭代预测的价格S(t
‑
1)相乘后得到本次迭代预测的价格St；延时器delayG，用于将乘法器m4输出的价格St延时后输出及输入多路选择器MUXB；可用信号生成器stv_gen，用于在需要输出本次迭代预测的价格St时生成可用信号St_valid。4.根据权利要求3所述的基于Heston模型的期权定价计算加速器，其特征在于，所述第二中间结果计算电路包括：乘法器m0，用于将高斯随机数Zv和布朗运动的相关系数rho相乘得结果rho
×
Zv；乘法器m1，用于将高斯随机数Ztemp和结果gaus_cor_coef相乘得结果sqrt(1
‑
(rho
×
rho))
×
Ztemp；其中，结果gaus_cor_coef的生成电路包括：一乘法器，用于将布朗运动的相关系数rho乘以布朗运动的相关系数rho得到rho
×
rho；一减法器，用于将常数1减去rho
×
rho；一平方根运算器，用于将减法器输出的常数1减去rho
×
rho的结果开平方后得到结果gaus_cor_coef；加法器a0，用于将结果rho
×
Zv和结果sqrt(1
‑
(rho
×
rho))
×
Ztemp相加得到中间变量Zs；延时器delayE，用于将加法器a0得到的中间变量Zs延迟后输出；乘法器m2，用于将中间变量生成电路输出的中间变量Zs、平方根运算器sqrt输出的结果sqrt(Vreal)相乘得到结果sqrt(Vreal)
×
Zs；乘法器m3，用于将乘法器m2输出的结果sqrt(Vreal)
×
Zs和结果sqrt_dt相乘得到结果sqrt(Vreal)
×
Zs
×
sqrt (dt)，结果sqrt_dt为将时间间...

【专利技术属性】
技术研发人员：黎渊，赖明澈，孙岩，齐星云，欧洋，陆平静，张建民，王强，董德尊，徐金波，罗章，熊泽宇，王子聪，吴利舟，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科技大学，
类型：发明
国别省市：