基于Heston模型的期权定价计算加速器、加速卡及设备

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V 0 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；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)。 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S 0 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。 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为将时间间隔dt通过一平方根运算器开平方运算得到；加法器a1，用于将乘法器m3输出的结果sqrt(Vreal)×Zs×sqrt (dt)、结果rdt_plus_1相加得到结果(1+r×dt + sqrt(Vreal)×Zs×sqrt (dt))，其中结果rdt_plus_1为将时间间隔dt和无风险收益率r通过一乘法器相乘后再通过一加法器与常数1相加得到的结果(1+r×dt)。 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，所述延时器delayA的延时值D A 满足：D A = D s + D m5 + D m6 + D a3 ，其中D s 为平方根运算器sqrt的延时值，D m5 为乘法器m5的延时值，D m6 为乘法器m6的延时值，D a3 为加法器a3的延时值；所述延时器delayB的延时值D B 满足：D B + D a2 + D m7 = D s + D m5 +D m6 ，其中D a2 为加法器a2的延时值，D m7 为乘法器m7的延时值；所述延时器delayC的延时值D C 满足：D C = D s ；所述延时器delayD的延时值D D 满足：D D = D s + D m2 +D m3 + D a1 ，其中D m2 为乘法器m2的延时值，D m3 为乘法器m3的延时值，D a1 为加法器a1的延时值；所述延时器delayE的延时值D E 满足：D E + D a0 + D m0 = D S ，其中D a0 为加法器a0的延时值，D m0 为乘法器m0的延时值；所述延时器delayF的延时值D F 和延时器delayG的延时值D G 满足D S + D m5 + D m6 + D a3 + D a4 + D F = D S + D m2 + D m3 + D a1 + D m4 + D G ，其中D a4 为加法器a4的延时值，D m4 为乘法器m4的延时值。 5. 根据权利要求4所述的基于Heston模型的期权定价计算加速器，其特征在于，所述多路选择器MUXA选择初始的波动率V 0 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)包括：首先在系统启动后前D R 个时钟周期选择初始的波动率V 0 ，计算D path1 =D s + D m5 + D m6 + D a3 + D a4 + D F ，然后重复执行(N/D path1 )次选择周期，在每一个选择周期内先持续D path1 个时钟周期选择初始的波动率V 0 作为上一次迭代预测的波动率V(t-1)，再持续D path1 ×(M - 1)个时钟周期选择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)，其中D R 为系统启动后生成同一拍输出高斯随机数Zv和Ztemp所需的时钟周期数量；所述多路选择器MUXB选择初始的价格S 0 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)包括：首先在系统启动后前D R 个时钟周期选择初始的价格S 0 ，计算D path2 =D s +D m2 + D m3 + D a1 + D m4 + D G ，然后重复执行(N/ D path2 )次选择周期，在每一个选择周期内先持续D path2 个时钟周期选择初始的价格S 0 作为上一次迭代预测的价格S(t-1)，再持续D path2 ×(M- 1)个时钟周期选择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)；所述可用信号生成器stv_gen在系统启动后前D R 个时钟周期生成可用信号St_valid的值为0，然后重复执行(N/D path2 )次选择周期，在每一个选择周期内先持续D path2 ×(M - 1)个时钟周期生成可用信号St_valid的值为0、再持续D path2 个时钟周期生成可用信号St_valid的值为1，且在完成重复执行(N/ D path2 )次选择周期后生成可用信号St_valid的值为0。 6.根据权利要求5所述的期权定价计算硬件加速器，其特征在于，所述路径模拟电路单元的输出端连接有用于将路径模拟电路单元计算得到的价格St进行累加以获得累计收益值sum_payoff的收益计算累加电路单元，所述收益计算累加电路单元包括：减法单元s0，用于将本次的迭代预测的价格St、期权的行权价格strike_price相减；比较器comp1，用于将0、减法单元s0的输出进行比较并输出控制信号；多路复用器MUXD，用于根据比较器comp1的输出选择0或者减法单元s0的输出作为自身的输出，且选择条件为若减法单元s0的输出大于等于0，比较器comp1输出1，多路复用器MUXD选择减法单元s0的输出进行输出，否则多路复用器MUXD选择0进行输出；延迟器delayH，用于根据路径模拟电路单元的可用信号St_valid产生使能信号en；累加器，用于在使能信号en的控制下，将多路复用器MUXD的输出进行累加得到累计收益值sum_payoff。 7.根据权利要求6所述的期权定价计算硬件加速器，其特征在于，所述收益计算累加电路单元的输出端连接有用于根据输入的累计收益值sum_payoff进行贴现收益计算得到最终的贴现收益payoff的贴现收益计算电路单元，所述贴现收益计算电路单元包括：移位单元，用于将输入的累计收益值sum_payoff进行移位来实现除法；乘法器m8，用于将移位单元的输出结果、贴现率ert相乘得到最终的贴现收益payoff，其中贴现率ert的计算函数表达式为ert＝exp(-r×T)，r是预设的无风险利率，T是预设的期权有效期。 8.一种硬件加速卡，包括加速卡本体和设于加速卡本体上的加速器芯片，其特征在于，所述加速器芯片为权利要求1～7中任意一项所述的基于Heston模型的期权定价计算加速器。 9.一种计算机设备，包括安装有相互连接的微处理器和存储器的主板，其特征在于，还包括权利要求1～7中任意一项所述的基于Heston模型的期权定价计算加速器，所述微处理器、基于Heston模型的期权定价计算加速器之间通过总线相互连接。